Батиграфические характеристики водохранилища Хашм Эль-Гирба на реке Атбара (Судан) и оценка их изменений в результате отложения наносов
Процесс заиления действующих водохранилищ и возникающие при этом проблемы уменьшения их полезного объема в бассейне реки Нил. Интенсивный рост площадей эксплуатируемых оросительных систем и наряду с этим уменьшением полезных емкостей водохранилищ.
| Рубрика | Геология, гидрология и геодезия |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 19.05.2018 |
| Размер файла | 4,5 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Батиграфические характеристики водохранилища Хашм Эль-Гирба на реке Атбара (Судан) и оценка их изменений в результате отложения наносов
Эльсайед Таглави Сами Хасан,
А.М. Зейлигер
Введение
Процесс заиления действующих водохранилищ и возникающие при этом проблемы уменьшения их полезного объема в бассейне р. Нил [5] являются чрезвычайно злободневными. В то же самое время, интенсивный рост площадей эксплуатируемых оросительных систем, наряду с уменьшением полезных емкостей водохранилищ приводит к увеличению рисков недоподачи воды, необходимой для орошения, и как следствие, недополучению запланированного урожая, а следовательно, снижению рентабельности оросительных систем и удлинению срока их окупаемости [1, 10, 13]. Одним из таких водохранилищ в бассейне р. Нил, теряющих свой объем в результате заиления, является водохранилище Хашим-Эль Гирба, введенное в эксплуатацию в 1964 г. на р. Атбара, являющейся притоком р. Нил [8, 15].
Характеристики речного бассейна р. Атбара
Река Атбара начинается на северо-западной части Эфиопского высокогорья [5, 7] и протекает через территорию Эфиопию, а затем и территорию Судана (рис. 1 а). Площадь водосборного бассейна этой реки составляет 112 400 км 2 [13], а общая длина - 880 км, средний уклон в пределах Эфиопии составляет 0,5%, а в пределах Судана - 0,1%.[8, 9]. Главными притоками р. Атбара являются р. Сетит и р. Верхняя Атбара (рис. 1 а, б) [5].
Водный режим р. Атбара
Водный режим р. Атбара имеет сезонный характер, период паводка продолжается с июля по ноябрь, а безводная межень наступает с января по апрель рис. 2 а [16]. Среднегодовой сток р. Атбара составляет около 12 млрд м 3.
(а) (б)
Рис 1. а) Бассейн р. Атбара и её гидрографическая сеть б) продольный разрез по длине р. Атбара
Твердый сток р. Атбара
Согласно исследованиям, выполненным в период (1954-1959), р. Атбара приносила в место впадения в р. Нил ориентировочно 120 млн т наносов в год [5], а ежегодный объем наносов у г. Эльшвак (30 км. от водохранилища Хашм Эль-Гирба) составлял 100 млн т/год [17, 18, 20]. Река Сетит, поставляющая в р. Атбару 2/3 объема воды, приносит с собой порядка 90% общего объема наносов р. Атбара (86 млн т в 1973 г.). Река Верхння Атбара приносит с собой 8 млн т/год (около 10%). Максимальная измеренная концентрация взвешенных наносов в р. Атбара составляет 25 кг на 1 м 3 воды. Средняя концентрация наносов в наводнении периода с августа по октябрь составляет около 20 кг на 1 м 3.
а) б)
Рис. 2. а) Характеристики речного стока р. Атбара в створе (Эльшвак) разной процентной обеспеченности, б) среднемноголетний расход твердого стока р. Атбара в створе (Эльшвак) и концентрация наносов для расхода 50% обеспеченности
а) б)
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рис. 3. а) вид на плотину с верхнего бьефа
б) проектные отметки водохранилища Хашим Эл-Гирба
Водохранилище Хашим-Эль Гирба
Водохранилище сезонного регулирования Хашим-Эль Гирба расположено на р. Атбара на расстоянии порядка 400 км вверх от места ее впадения в р. Нил (рис. 1 б). Основным потребителем зарегулированного водохранилищем Хашим-Эль Гирба стока р. Атбара, является ирригационная система Новая Хальфа [1, 9, 14] с ежегодным объемом водозабора 1815 млн м 3 [19], что составляет около 6% объема среднемноголетнего стока. На рис. 3 показаны проектные отметки водохранилища, отметка НПУ = 473, которая соответствовала проектной величине полезного объема 1300 млн м 3 [8]. Одной из серьезных проблем водохранилища, проявившейся с момента ввода его в эксплуатацию и затронувшей его полезный объем, является его заиливание, проиллюстрированное на рис. 3 [1, 5,12, 20]. К 2000 году полезный объем водохранилища составил 468 млн м 3, что составило уменьшение его объема почти на 65% [6, 16, 18]. В результате такого уменьшения полезного объема произошло сокращение объемов подаваемой воды на оросительную систему Новая Хальфа, особенно, в маловодные годы [7]. водохранилище река оросительный
Измеренные батиграфические характеристики и скорости заиления водохранилища Хашим-Эль Гирба
За прошедшие с момента строительства 45 лет было проведено 6 измерений батиметрических характеристик водохранилища [9, 17, 5, 6]. Результаты этих исследований, предоставленные Министерством водных ресурсов Судана, приведены в таблице и показаны на рис. 4.
Изменение объемной характеристики водохранилища Хашм Эль-Гирба за период 1975-2000 гг.
|
Отметка зеркала в-ща, м |
Объём водохранилища, млн м 3 |
||||||||
|
Среднегодовая интенсивность заиления /Среднегодовая интенсивность заиления млн м 3/год |
|||||||||
|
1965 |
1975 |
1980 |
1985 |
1990 |
1995 |
2000 |
|||
|
440 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
||
|
- |
0/0,4 |
0/0 |
0/0 |
0/0 |
0/0 |
0/0 |
- |
||
|
450 |
40 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
||
|
- |
4/0,25 |
0/0 |
0/0 |
0/0 |
0/0 |
0/0 |
- |
||
|
455 |
92 |
12 |
12 |
12 |
12 |
12 |
12 |
||
|
- |
8,0/0,25 |
0/0 |
0/0 |
0/0 |
0/0 |
0/0 |
- |
||
|
460 |
152 |
35 |
35 |
35 |
35 |
35 |
35 |
||
|
- |
11.7/0,74 |
0/0 |
0/0 |
0/0 |
0/0 |
0/0 |
- |
||
|
462 |
222 |
75 |
57 |
54 |
52 |
51 |
49 |
||
|
- |
14.7/1,5 |
3,6/1,8 |
0,6/0,3 |
0,4/0,2 |
0,2/0,1 |
0,4/0,1 |
- |
||
|
463 |
297 |
110 |
72 |
68 |
65 |
61 |
58 |
||
|
- |
18.7/4 |
7,6/4,0 |
0,8/0,2 |
0,6/0,2 |
0,8/0,6 |
0,6/0,2 |
- |
||
|
464 |
377 |
140 |
93 |
86 |
79 |
73 |
66 |
||
|
- |
23.7/5,63 |
9,4/1,8 |
1,4/0,6 |
1,4/0,8 |
1,2/0,4 |
1,4/0,8 |
- |
||
|
465 |
467 |
180 |
125 |
113 |
101 |
90 |
78 |
||
|
- |
28.7/5 |
11,0/1,6 |
2,4/1,0 |
2,4/1,0 |
2,2/1,0 |
2,4/1,0 |
- |
||
|
466 |
550 |
230 |
162 |
141 |
126 |
111 |
96 |
||
|
- |
32,0/3,3 |
13,6/2,6 |
4,2/1,8 |
3,0/0,6 |
3,0/0,8 |
3,0/0,6 |
- |
||
|
468 |
717 |
350 |
280 |
246 |
222 |
199 |
176 |
||
|
- |
36.7/2,35 |
14,0/0,4 |
6,8/2,6 |
4,8/1,8 |
4,6/1,6 |
4,6/1,6 |
- |
||
|
470 |
932 |
525 |
428 |
395 |
356 |
316 |
277 |
||
|
- |
40.7/2 |
19,0/2,5 |
6,6/-0,1 |
7,8/1,5 |
8,0/1,7 |
7,8/1,6 |
- |
||
|
473 |
1300 |
820 |
700 |
628 |
574 |
521 |
468 |
||
|
- |
48,0/3,65 |
24,0/1,67 |
14,4/3,9 |
10,8/1,0 |
10,6/1,3 |
10,6/1,4 |
- |
Для оценки динамики изменения объемной батиграфической характеристики водохранилища были рассчитаны среднегодовые интегральные и дифференциальные характеристики интенсивностей его заиления за весь приведенный период наблюдений.
Интегральная характеристика интенсивности уменьшения объема водохранилища ниже ряда отметок дневной поверхности (таблица, средняя строка из тех строк, соответствующих отметке зеркала водохранилища 1-го столбца) рассчитывалась по следующему выражению
Рис. 4. Батиграфические характеристики водохранилища Хашм Эль-Гирба за 1975-2000 гг.
, (1)
где [млн м 3] - интенсивность уменьшения объёма водохранилища ниже отметки его зеркала за интервал времени ( - ) [год]; , - объёмы водохранилища ниже отметки , за период между моментами соседних измерений и .
Дифференциальная характеристика интенсивности уменьшения объемов водохранилища, заключенных между соседними отметками зеркала на единицу разности этих отметок (таблица, нижняя строка из тех строк, соответствующих отметке зеркала водохранилища 1го столбца), рассчитывалась по следующему выражению
, (2)
[млн м 3] - интенсивность уменьшения объёма водохранилища между отметками и за интервал времени ( - ) [год], , - объёмы наносов в водохранилище за интервал времени ( - ).
а) б)
Рис. 5. Динамика изменения среднегодовых интенсивностей уменьшения объема водохранилища Хашм Эль-Гирба в результате отложения наносов за период 1975…2000 гг. [Мм 3/год], а) интегральная интенсивность, б) дифференциальная интенсивность
Результаты расчетов обеих характеристик интенсивности уменьшения объемов водохранилища приведены на рис. 5 .
Приведенные результаты расчетов свидетельствуют о катастрофическом уменьшении к началу 80-х годов предыдущего столетия (после 15 лет эксплуатации) объема водохранилища, причем за это время объем наносов (240 млн м 3, или около 25% твердого стока) намного превысил проектную величину мертвого объема (180 млн м 3, отметка 461), что, соответственно, повлекло за собой и уменьшение объема его полезной емкости. При этом происходит заиление водохранилища не столько ниже отметки мертвого объема, а выше.
К концу предыдущего столетия интегральная скорость заиления объема водохранилища стабилизировалась и для отметки 473 составляла около 2,5 млн м 3/год (порядка 3% годового твердого стока).
При этом можно отметить, что наибольшие скорости заиления соответствуют как верховьям водохранилища, так и прибрежным зонам срединных и начальных участков с отметками 473…470 м и 470…468. Последнее обстоятельство, по-видимому, связано с особенностями текущих правил регулирования водохранилища, предписывающих поддержание его уровня на максимальных отметках.
Библиографический список
1. Авакян А.Б., Салтанкин В.П., Шарапов ВА. Водохранилища мира. - М., 1987.
2. Железняков Г.В., Овчаров Е.Е. Инженерная гидрология и регулирование стока. - М., 1993. 335 с.
3. Овчаров Е.Е., Захаровская Н.Н., Прошляков И.В., Суконкин А.М., Ильинич В.В.. Практикум по гидрологии, гидрометрии и регулированию стока. - М., 1988.
4. Практикум по инженерной гидрологии и регулированию стока. /Под редакцией Овчарова Е.Е. - М.: Колос, 1996.
5. Abdalla Abdelsalam Ahmed, (2008) Sedimentation in the nile river system, khartoum-Sudan (1).
6. Alsahafa news paper Khartoum Sudan 16.Dec.2008, publication No.5555 last page. (21)
7. Abdel Ati H.A., 1979, The Impact of Khashm El girba Dam on the western lower Atbara area .University of Wales U.K. 1979 (25).
8. El Disogi Moh. Ali and Emad Babikir Ayed-Khartoum 1990, Operation of khashm El Girba dam and its impact on New Halfa irrigation scheme.
9. El disogi Moh. Ali and Emad Babikir Ayed, Operation of Khashm El Girba Dam & its impact on New Halfa irrigation scheme 1990 university of Khartoum, Sudan-Khartoum.
10. Gibb, Cjene Et Bellier (1996) physical characterctics of siltation of the Roserires Dam Reservoir Areport submitted to the Ministery of irrigation
11. & Water Resources.
12. Hussein, A.S.A. (2006), "Sudanese Experience in Sedimentation Engineering An Overview", Power Point Presentation, International Sediment Initiative Conference, Khartoum, Sudan.
13. Ibrahim Saeed Nasr, August 2004, Application of Remote sensing and G.I.S. to monitor land cover changes in the Upper basin of the river Atbara- Sudan.
14. L.-N.Y.: Europa Publications, 2003, Africa South of the Sahara. 2004.
15. Ministry of Water Resources Report (1999), Ethiopia.
16. Ministry of irrigation and Water Resources 2003-Sudan Report on flushing operation of Khashm El Girba Reservoir.
17. Ministry of irrigation and water resources Nov. 1990 Report on Khashm El Girba Dam bathymetric survey
18. Mohammed Ahmed Ali Mohammed Ahmed, April 2003, Water Management in New Halfa Agricultural Production Corporation.
19. Sir Alexander Gibb and partteners Coyne ET Beller,, Hunnting Technical service limited and Sir Macdonald and partnersNile waters study volume 4 Ministery of irrigation Sudan 1979
20. Walling, D.E., (1984), "The Sediment Yields of African Rivers," in "Challenges in African Hydrology and Water resources," edited by Walling, Foster and Wurzel, IAHS publication No. 144
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Теоретические основы геоэкологического исследования прудов и водохранилищ. Пруды и водохранилища, как геотехническая система. Воздействие водохранилищ на природную среду прилегающих ландшафтов. Размещение прудов и водохранилищ по территории Мордовии.
дипломная работа [88,8 K], добавлен 15.07.2010История и этимология реки Обь. Характеристики водности рек. Определения вида регулирования стока и объема водохранилища. Построение интегральных кривых стока и потребления, определения по этим кривым полезного объема водохранилища. Расчёт годового стока.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 24.05.2012Графический способ определения нормы среднегодового модуля стока реки с коротким рядом наблюдений. Расчет нормы мутности воды и нормы твердого стока взвешенных наносов. Параметры водохранилища и время его заиления, определение минимального стока реки.
курсовая работа [1011,4 K], добавлен 16.12.2011Условия формирования и типы водохранилищ, их значение в хозяйственной деятельности человека. Анализ основных закономерностей воздействия водохранилищ на прибрежный ландшафт, гидрологический режим грунтовых вод, почву, растительный покров и микроклимат.
курсовая работа [31,4 K], добавлен 09.05.2011Принципы возникновения и внутригодовой режим. Формирование речных наносов. Определения и характеристики. Влекомые, взвешанные наносы. Распределение мутности по живому сечению реки. Сток взвешенных наносов. Изменение мутности и стока наносов по длине реки.
реферат [24,2 K], добавлен 30.01.2009Ознакомление с основным назначением Киевского (выработка электроэнергии), Каневского (поддержание судоходных глубин), Кременчугского, Днепродзержинского (регулирование стока), Каховского и Днестровского искусственных водохранилищ Днепровского каскада.
реферат [24,3 K], добавлен 01.06.2010Общие сведения о бассейне р. Иртыш. Физико-географическая и гидрологическая характеристики реки, ее притоки, водные пути, питание, водный и ледовый режимы. Судоходство и путевые работы. Использование реки в хозяйственных целях. Основные проблемы бассейна.
реферат [33,1 K], добавлен 17.04.2011Обоснование параметров водохозяйственных систем в бассейне реки в условиях перспективного развития водохозяйственного комплекса. Оценка водных ресурсов реки и характеристика их использования. Водный режим, параметры стока, его изменение по длине реки.
курсовая работа [472,5 K], добавлен 03.02.2011Природно-климатические условия территории водохранилища Краснодарского края. Его уровенный режим, поступление и сброс воды. Русловые процессы в нижнем бьефе водохранилища. Механический рыбоподъемник и водосбросное сооружение. Загрязнение реки Кубань.
дипломная работа [3,2 M], добавлен 30.12.2014Основные особенности регулирования речного стока. Этапы построения графика наполнения водохранилища. Способы решения задач сезонного регулирования с помощью интегральной кривой. Причины изменения гидрогеологической ситуации в зоне влияния водохранилищ.
контрольная работа [55,9 K], добавлен 07.01.2013Эмпирическая формула для расчета скорости перемещения грубодисперсных наносов, ее варианты. Определение стока взвешенных наносов, микроскопические и макроскопические оценки. Уравнение сохранения их массы. Факторы, обуславливающие перенос донных наносов.
презентация [67,6 K], добавлен 16.10.2014Гидрологические характеристики района проектирования. Определение полезного, форсированного и мертвого объемов водохранилища. Выбор створа плотины, трассы водопропускных сооружений. Построение плана и поперечного профиля плотины. Расчет входного оголовка.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 04.06.2015Особенности построения батиграфических и объемных кривых водохранилища. Определение среднего многолетнего годового стока воды (норма стока) в створе плотины. Характеристика мертвого объема водохранилища. Анализ водохранилища сезонного регулирования.
курсовая работа [119,5 K], добавлен 17.06.2011Географическое положение бассейна, физико-географические условия реки Оскол. Изучение ее гидрологического режима и биологических ресурсов. Описание Червонооскольского водохранилища, экологическая ситуация на нем. Зейское и Бурейское водохранилища р. Амур.
дипломная работа [691,2 K], добавлен 13.09.2015Воды зоны многолетней мерзлоты как подземные воды, приуроченные к зоне многолетней мерзлоты. Типы водохранилищ, их заиление, водные массы и влияние на речной сток и окружающую среду. Термический и ледовый режим рек. Общая характеристика Оби и ее бассейна.
контрольная работа [610,5 K], добавлен 03.05.2009Опробование полезных ископаемых осуществляется на месте залегания, без отбора проб для определения объема, а также физических параметров. Определение средних содержаний и средней мощности рудных тел в целях подсчета запасов полезного ископаемого.
презентация [2,6 M], добавлен 19.12.2013Расчет и построение батиграфических характеристик водохранилища, определение мертвого объема. Вычисление водохранилища сезонно-годового регулирования стока балансовым методом. Расчет методом Крицкого – Менкеля, трансформации паводка способом Качерина.
курсовая работа [63,0 K], добавлен 20.02.2011Построение и свойства кривой расходов воды. Выбор способа вычисления ежедневных расходов воды на основе анализа материалов наблюдений особенностей режима реки. Способы экстраполяция и интерполяции. Гидрологический анализ сведений о стоке воды и наносов.
практическая работа [28,9 K], добавлен 16.09.2009Знакомство с физико-географической характеристикой бассейна реки Сенегал, анализ особенностей гидрологического режима. Рассмотрение Сенегальского артезианского бассейна. Наводнения и засухи как основные опасные гидрологические процессы в бассейне реки.
реферат [9,9 M], добавлен 25.12.2014Отложения каменноугольной системы и нефтяные месторождения на территории Республики Беларусь. Суммарные запасы калийных солей и нерудных полезных ископаемых страны. Мощность полезных пластов железных руд. Характеристика месторождений минеральных вод.
реферат [34,4 K], добавлен 24.03.2013
