Внешний водообмен на Днепровском (Запорожском) водохранилище в условиях меняющегося климата

Функционирование водохранилищ в условиях меняющегося климата. Процессы интенсивности водообмена в водохранилищах. Исследование интенсивности внешнего водообмена на работающем в каскаде Днепровском водохранилище с учетом водности года эксплуатации.

Рубрика Геология, гидрология и геодезия
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 02.11.2018
Размер файла 339,8 K

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/

Внешний водообмен на Днепровском (Запорожском) водохранилище в условиях меняющегося климата

Обухов Евгений

доктор экономических наук, к.т.н., профессор, академик МАНЭБ, г. Одесса

Современной проблемой водохранилищ является их функционирование в условиях меняющегося климата. В этих условиях управление водными ресурсами водных объектов, оценка их состояния и происходящих в них процессов требуют постоянного мониторинга и анализа.

Процессы интенсивности водообмена в водохранилищах являются одной из важнейших характеристик их состояния. Взаимодействие гидрологических и гидродинамических процессов влияет на внешний и внутренний водообмен, на содержание растворенных веществ в водоемах, на качество воды, на интенсивность цветения воды в водохранилищах степной зоны при накоплении в них химических или биологических веществ.

Исследованиями процессов водообмена в озерах и искусственных водоемах занимались многие ученые и автор .[1-10]. В результате проведенных исследований были получены характеристики водообмена многих водохранилищ.

Целью данной работы является исследование интенсивности внешнего водообмена на работающем в каскаде Днепровском водохранилище с учетом водности года эксплуатации, горизонтальной и вертикальной составляющих водообмена, а также его хозяйственного использования.

Основными материалами исследования являются реальные водобалансовые показатели по Днепровскому водохранилищу за многоводный 1970, маловодный 1972 и очень маловодный 2015 годы их эксплуатации.

Днепровское водохранилище - пятая ступень в составе Днепровского каскада, на которой осуществляется суточное и недельное регулирование стока.

Днепровское водохранилище расположено на территории Днепропетровской и Запорожской областей. Площадь водосбора- 464000 км2. Среднемноголетний сток- 52,3 км3.

Полная и полезная емкость его, соответственно, 3,33 и 0,83 км3. Площадь водохранилища при отметке нормального подпертого уровня - 410км2, при уровне мертвого объема - 204 км2. Длина водохранилища 129 км, максимальная ширина - 7 км, средняя ширина - 3,2 км, максимальная глубина - 53м, средняя - 8 м.Площадь мелководий водохранилища 160 км2.

Максимальный статический напор - 38,7 м, минимальный - 26,7 м, расчетный -36,3 м.

Зарегулированный расход через водосбросную плотину - 25900 м3/с. Расчетный максимальный сбросной расход через сооружения (р=0,1%) - 23800 м3/с.

Показатели интенсивности внешнего водообмена включают как горизонтальную так и вертикальную его составляющие [1.8.10].

К горизонтальным составляющим внешнего водообмена относят приток воды в водохранилище (по основной реке и боковой), а также сток из водохранилища через гидроузел.

Одна из вертикальных составляющих внешнего водообмена учитывает выпадение атмосферных осадков на водную поверхность водохранилища, а также испарение с его поверхности. Эта составляющая иногда существенно влияет на показатели внешнего водообмена во внутригодовом аспекте. При оценке внешнего водообмена предлагается также во внутригодовом аспекте учитывать и другие составляющие водного баланса водоема - сброс в водохранилище сточных и бытовых вод, забор воды на хозяйственные нужды и др.

Используя изложенную в [1.8.10] методику по формулам Штефана В.Н., Литвинова А.С., Калинина Г.П. и Караушева А.В. были рассчитаны коэффициенты интенсивности Кв и показатели внешнего водообменаТу для Днепровского водохранилища в характерные по водности годы (приток за 1970 г -82,4; за1972г.-32,8; за2015г.-23,6 км3) (табл.1 и рис.1).

В табл.1 и на рис.2 приведены сравнительные характеристики коэффициентов интенсивности внешнего водообмена с постепенным учетом всех составляющих водного баланса водохранилища: Кв1- учитывает только основной приток и сток через гидроузел; Кв2 - учитывает еще и боковую приточность; Кв3 - учитывает еще осадки и испарение с водохранилища; Кв4 учитывает сумму приходных и расходных составляющих водного баланса.

Отметим, что коэффициент интенсивности внешнего водообмена Квс увеличением в расчетах числа составляющих водного баланса возрастал для всех месяцев характерных по водности лет эксплуатации водохранилища, а показатель внешнего водообмена Ту снижался

Для Днепровского водохранилища максимальные коэффициенты интенсивности внешнего водообмена в многоводном(1970)году наблюдаются в мае -Кв1 = 5,779, Кв2 = 5,787, Кв3= 5,796, Кв4 = 5,804; минимальные в августе -Кв1= 0,743, Кв2 = 0,743, Кв3 = 0,752, Кв4 = 0,761.

Соответствующие показатели внешнего водообмена в мае для всех факторов равны Ту = 0,17 лет, а в августе - Ту = 1,35; 1,35; 1,33; 1,31 лет.

Влияние бокового притока в 1970 году наибольшее (8,53%) в марте, а наименьшее (0,0%) - в августе и сентябре. Осадки и испарение оказывали максимальное влияние ( 1,3%) на интенсивность внешнего водообмена в июле, минимальное ( 0,04%) - в марте и апреле. Максимальное влияние (1,16%) суммарных составляющих водного баланса Кв4 на внешний водообмен наблюдается в августе в сравнении с Кв3 (рис.2,а).

Для маловодного (1972) года эксплуатации Днепровского водохранилища соответствующие максимальные коэффициенты интенсивности внешнего водообмена наблюдаются в январе и равны: Кв1= 1,798; Кв2= 1,801; Кв3= 1,801; Кв4= 1,808; минимальные - в марте: Кв1= 0,492; Кв2= 0,495; Кв3= 0,498;

Кв4= 0,505. Соответствующие показатели внешнего водообмена в январе для

Таблица1. Показатели внешнего водообмена Днепровского водохранилища

Месяц

Кв1

Ту1

лет

Кв2

Ту2

лет

Кв2>

Кв1

%

Кв3

Ту3

лет

Кв3>

Кв1

%

Кв4

Кв4>

Кв1

%

Ту4

лет

Многоводный 1970 год

I

1,559

0,64

1,585

0,63

1,64

1,589

0,63

1,89

1,596

2,32

0,63

II

1,547

0,65

1,663

0,60

6,98

1,666

0,60

7,14

1,672

7,48

0,60

III

2,294

0,44

2,508

0,40

8,53

2,509

0,40

8,57

2,515

8,79

0,40

IV

5,068

0,20

5,126

0,20

1,13

5,128

0,19

1,17

5,134

1,29

0,19

V

5,779

0,17

5,787

0,17

0,14

5,796

0,17

0,29

5,804

0,43

0,17

VI

2,146

0,47

2,152

0,47

0,28

2,162

0,46

0,74

2,169

1,06

0,46

VII

1,059

0,94

1,061

0,94

0,19

1,075

0,93

1,49

1,084

2,31

0,92

VIII

0,743

1,35

0,743

1,35

0,00

0,752

1,33

1,20

0,761

2,36

1,31

IX

0,903

1,11

0,903

1,11

0,00

0,911

1,10

0,88

0,918

1,63

1,09

X

1,140

0,88

1,142

0,88

0,17

1,151

0,87

0,96

1,158

1,55

0,86

XI

1,326

0,75

1,330

0,75

0,30

1,333

0,75

0,52

1,339

0,97

0,75

XII

1,800

0,56

1,808

0,55

0,44

1,812

0,55

0,66

1,820

1,10

0,55

XII

0,809

1,24

0,815

1,23

0,74

0,817

1,22

0,98

0,823

1,70

1,22

Маловодный 1972 год

I

1,798

0,56

1,801

0,56

0,17

1,801

0,56

0,17

1,808

0,55

0,55

II

1,389

0,72

1,390

0,72

0,07

1,390

0,72

0,07

1,396

0,50

0,72

III

0,492

2,03

0,495

2,02

0,61

0,498

2,01

1,20

0,505

2,57

1,98

IV

0,558

1,79

0,565

1,77

1,24

0,568

1,76

1,76

0,574

2,79

1,74

V

0,704

1,42

0,707

1,41

0,42

0,715

1,40

1,54

0,722

2,49

1,38

VI

0,698

1,43

0,699

1,43

0,14

0,715

1,40

2,38

0,724

3,59

1,38

VII

0,690

1,45

0,691

1,45

0,14

0,706

1,42

2,27

0,716

3,63

1,40

VIII

0,695

1,44

0,696

1,44

0,14

0,712

1,40

2,39

0,721

3,61

1,39

IX

0,675

1,48

0,675

1,48

0,00

0,692

1,44

2,46

0,700

3,57

1,43

X

0,684

1,46

0,686

1,46

0,29

0,693

1,44

1,30

0,699

2,15

1,43

XI

0,716

1,40

0,719

1,40

0,42

0,724

1,38

1,10

0,730

1,92

1,37

Оченьмаловодный 2015 год

I

0,667

1,50

0,673

1,48

0,89

0,676

1,48

1,33

0,711

6,19

1,41

II

0,825

1,21

0,835

1,20

1,20

0,839

1,19

1,67

0,872

4,24

1,15

III

0,643

1,55

0,654

1,53

1,68

0,660

1,51

2,57

0,694

7,35

1,44

IV

0,411

2,43

0,427

2,34

3,75

0,434

2,30

5,30

0,472

12,92

2,12

V

0,511

1,96

0,525

1,90

2,67

0,533

1,88

4,13

0,568

10,03

1,76

VI

0,385

2,60

0,393

2,54

2,03

0,407

2,46

5,41

0,443

13,09

2,26

VII

0,602

1,66

0,607

1,65

0,82

0,620

1,61

2,90

0,655

8,09

1,53

VIII

0,521

1,92

0,523

1,91

0,38

0,536

1,86

2,80

0,565

7,79

1,77

IX

0,398

2,51

0,399

2,50

0,25

0,409

2,44

2,69

0,443

10,16

2,26

X

0,331

3,02

0,333

3,00

0,60

0,340

2,94

2,65

0,376

11,97

2,66

XI

0,423

2,36

0,425

2,35

0,47

0,433

2,31

2,31

0,471

10,19

2,12

XII

0,628

1,59

0,632

1,58

0,63

0,637

1,57

1,41

0,676

7,10

1,48

Рис.1 ГрафикТу=(t) показателей внешнего водообмена на Днепровском водохранилище

Рис.2. Графики зависимости характерных показателей внешнего водообмена на Днепровском водохранилище от факторов влиянияКв: а) 1970 г.; б) 1972 г.; в) 2015 г. всех факторов равны Ту= 0,56 лет, а в марте Ту= 2,03; 2,02; 2,01; 1,98 лет (рис.2,б)

Влияние бокового притока в 1972 году наибольшее (1,24%) в апреле, а наименьшее (0,0%) - в сентябре. Осадки и испарение оказывали максимальное влияние (около 2,46%) на интенсивность внешнего водообмена в сентябре, минимальное (нулевое) в январе и феврале. Влияние суммарных составляющих водного баланса Кв4 на внешний водообмен максимальное (1,36%) по отношению до Кв3в июле(рис.2,б).

Для очень маловодного 2015 года эксплуатации Днепровского водохранилища максимальные коэффициенты интенсивности внешнего водообмена наблюдаются в феврале и равны: Кв1= 0,825; Кв2= ,835; Кв3= 0,839; Кв4= 0,872; минимальные - в октябре: Кв1=0,331; Кв2= 0,333; Кв3= 0,340; Кв4= 0,376. Соответствующие показатели внешнего водообмена в феврале для всех факторов равны Ту= 1,21; 1,20; 1,19; 1,15 лет, а в октябре Ту= 3,02; 3,00; 2,94; 2,66 лет (рис.2,в).

Влияние бокового притока в 2015 году наибольшее (3,75%) в апреле, а наименьшее (0,38%) - в августе. Осадки и испарение оказывали максимальное влияние (3,38%) на интенсивность внешнего водообмена в июне, минимальное (0,44%) в январе. Влияние суммарных составляющих водного баланса Кв4 на внешний водообмен максимальное (9,32%) по отношению до Кв3 в августе, а минимальное (2,57%) в феврале (рис.2,в).

Сопоставляя показатели интенсивности внешнего водообмена на Днепровском водохранилище в многоводном и маловодных годах его эксплуатации отметим заметное расхождение кривых Ту=f(t) cмарта по июль и с сентября по декабрь (рис.1).

Показатели внешнего водообмена в единицах времени в годовом аспекте для Днепровскоговодохранилища в многоводном 1970 г. равен 0,039 лет, в маловодном 1972 г- 0,099лет, в очень маловодном 2015 г.- 0,144 лет.

Для сравнения аналогичный показатель для многоводного года на Киевском водохранилище равен 0,062 лет, на Кременчугском - 0,13 лет, на Днепродзержинском - 0,031 лет, на Каховском - 0,21 лет, а для маловодного года - на Киевском - 0,135 лет, на Кременчугском - 0,29 лет, на Днепродзержинском - 0,072 лет, на Каховском - 0,59 лет.

Выводы

водохранилище водообмен каскад климат

Проведенные исследования показали значимость учета влияния всех составляющих водного баланса при определении показателей интенсивности внешнего водообмена в водохранилище в разные периоды его эксплуатации и при разработке режимов его эксплуатации в условиях изменения климата. Наиболее маловодный год имеет наибольшие (наихудшие) показатели водообмена.

Литература

1. Обухов Е.В. Оценка интенсивности внешнего водообмена в Кременчугском и Каховском водохранилищах//Український гідрометеорологічний журнал.- Одеса,2014.- №15.- С.134-140.

2. Обухов Є.В. Оцінка впливу вертикальної складової на інтенсивність зовнішнього водообміну на Кременчуцькому водосховищі / Матер. IIМіжн. н.-пр.інтернет-конференции«Інноваційні технології та інтенсифікація розвитку національного виробництва».-Тернопіль, 2015.- С. 324-326.

3. Обухов Є.В. Оцінка інтенсивності зовнішнього водообміну на Каховському водосховищі в умовах зміни клімату/ Зб. наук. праць Міжн. н.-пр. інтернет-конф. «Національне виробництво й економіка в умовах реформування: стан і перспективи інноваційного розвитку та міжрегіональної інтеграції».- Кам'янець-Подільський, 2015.- С. 280-282.

4. Обухов Е.В. ВнешнийводообменводохранилищДнепровскогокаскада / Материалы6-го Межд. Эколог. Форума «Чистый ГОРОД. Чистая РЕКА. Чистая ПЛАНЕТА».- Херсон: ХТПП, 2015.- С. 140-146.

5. Обухов Е.В.ВнешнийводообменДнестровскоговодохранилища/ Зб. Центру наукових публікацій «Велес» за матер. міжн. н.-пр. конф. «Досягнення науки в 2015 році», 19.12.2015 р. ч. 2. - К.: ЦНП, 2015. - С. 31 - 38..

6. Обухов Е.В. Внешний водообмен на украинских водохранилищах/ Сб. статей научно-информационного центра «Знание» по матер. 1Х Межд. н.-пр. конф. «Развитие науки в ХХ1 веке», 30.12.2015.- Харьков: НИЦ «Знание», 2015.- С. 32-37.

7.Обухов Е.В., Корецкий Е.П.Внешнийводообмен на Днепродзержинскомводохранилище/ Сб. научных статей Х межд. н.-пр. конф. «Развитие науки в ХХ1 веке», 15.02.2016.- Харьков: НИЦ «Знание», 2016. - С. 99-104.

8 Обухов Е.В. Внешний водообмен украинских водохранилищ / Научно - технический бюллетень серии «Экология, экономика, безопасность».- Вып.1(37).- Одесса: УО МАНЭБ.- «Пассаж», 2016.- 48 с.

9. Обухов Е.В. Внешний водообмен на Киевском водохранилище / Зб. наук.праць 11 міжн. н.-пр. конф. «Стратегія збалансованого використання економічного, технологічного та ресурсного потенціалу країни». 1.06.2016 р.(ПДАТУ, м. Кам'янець-Подільський),-Тернопіль: Крок, 2016.- С. 176-179.

10. Обухов Е.В. Сравнительные показатели внешнего водообмена на водохранилищах Днепровского каскада в условиях изменения климата // Географический вестник. 2016. №2(37). С. 61-69. doi 10.17072/2079-7877-2016-2-61-69.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Условия 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 09.05.2011

  • 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 15.07.2010

  • Влияние основных факторов на режим вод суши. Формирование водного баланса и стока. Разработка конструкций гидрологических приборов. Прогноз гидрологического режима, изучение структуры речных потоков, водообмена внутри озёр, русловых и береговых процессов.

    шпаргалка [40,7 K], добавлен 05.05.2009

  • Ознакомление 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 01.06.2010

  • Гидрологические исследования режима рек РБ. Изучение общей циркуляции атмосферы и климата, водного стока рек. Температура воздуха и осадки. Изменение гидрологического режима рек под воздействием климата в период потепления климата Беларуси 1988-2005 гг.

    курсовая работа [1,8 M], добавлен 15.11.2015

  • Основные 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 07.01.2013

  • Динамика атмосферы и физико-химические процессы в ней. Основные особенности климата, его зависимость от поступления энергии солнечного излучения, циркуляции воздушных масс в атмосфере. Основные типы климата, климатические пояса и локальные особенности.

    реферат [23,2 K], добавлен 23.04.2010

  • Изучение сценариев трансформации тундровых ландшафтов при увеличении мощности сезонно-талого слоя и в условиях климатических флуктуаций, на примере Анадырской низменности Чукотки. Поверхностно-элювиальные ландшафты пологих склонов и плоских водоразделов.

    статья [214,0 K], добавлен 21.02.2011

  • Подходы и особенности разработки методики определения уточненной интенсивности землетрясений для оценки устойчивости бортов заданных карьеров на территории России. Исследование и анализ примеров данных вычислений для Бачатского и Черниговского разрезов.

    статья [450,1 K], добавлен 16.12.2013

  • Природно-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 30.12.2014

  • Типизация природных объектов. Основные группы озерных геосистем. Связь средней многолетней скорости осадконакопления в озерах Приамурья с индексом влагооборота в озерной геосистеме. Особенности генезиса, морфологии и водообмена озер в Нижнем Приамурье.

    презентация [416,6 K], добавлен 03.07.2012

  • Сведения о геологическом строении, газонефтеводоносности площади, её геологической изученности, геолого-физических условиях бурения и условиях эксплуатации скважины. Обоснование выбора состава технологической оснастки и размещения её на обсадной колонне.

    дипломная работа [917,0 K], добавлен 06.11.2011

  • Географическое положение Старооскольского водохранилища, его морфологические и гидрологические особенности. Рельеф, почвы, растительный и животный мир водохранилища. Его гидротехнические сооружения, рыбохозяйственное значение и рекреационный потенциал.

    курсовая работа [852,7 K], добавлен 06.10.2012

  • Понятие о факторах почвообразования, роль климата в этом процессе. Солнечная радиация как ведущий фактор "общеземного" климата. Понятие радиационного баланса. Понятие о коэффициенте увлажнения и индексе сухости. Климат почв и его основные составляющие.

    реферат [385,5 K], добавлен 24.03.2015

  • Природные условия Большого Сочи. Исследование специфики прокладки линейных сооружений в районе Большого Сочи с учетом особенностей геологического строения и рельефа, климата и комплексной антропогенной нагрузки в зоне функционирования этих сооружений.

    дипломная работа [3,4 M], добавлен 21.10.2013

  • Гидрологические 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 04.06.2015

  • Настройка системы координат и проекции, используемых в работе. Вырезание требуемых фрагментов растровых карт. Выборка участка проектирования водохранилища в соответствии с требованиями. Осуществление оцифровки картографической информации с растровых карт.

    лабораторная работа [1,8 M], добавлен 28.04.2015

  • Географическое 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 13.09.2015

  • Физико-географическая и гидрологическая характеристика бассейна реки Дон. Антропогенное воздействие на Донской бассейн. Использование вод и структура планируемого водохозяйственного комплекса. Гидрологические данные гидрографа расходов воды в реке Дон.

    курсовая работа [424,8 K], добавлен 30.05.2009

  • Расчет мертвого объема водохранилища, ежедневных расходов и уровней воды. Поперечный профиль плотины, расчет коэффициента запаса устойчивости, крепления верхового откоса, паводкового и турбинного водосборов. Гидротехнические расчеты по водохранилищу.

    курсовая работа [906,9 K], добавлен 18.05.2011

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.