Влияние русловых процессов на гидротехнические сооружения (на примере Сальского водохранилища)
|
Введение
1 Краткая физико-географическая характеристика района
расположения Сальского водохранилища
1.1 Климатические особенности
1.2 Почвы и растительность
2 Общая характеристика Сальского водохранилища и гидроузла
2.1 Исторические сведения о строительстве, реконструкции
сооружений и об изменениях порядка регулирования, технической и иной документации, местах ее хранения
2.2 Описание типа гидроузла и образуемого им водохранилища
2.3 Сведения о гидротехнических сооружениях Сальского водохранилища
2.4 Основные параметры Сальского водохранилища
3 Использование водных ресурсов
3.1 Расчеты гидрологических характеристик
3.2 Результаты статистической обработки рядов годового и сезонного стока в створе гидроузла Сальского водохранилища
3.3 Параметры годового и сезонного стока
3.3.1 Годовой сток
3.3.2 Сток за периоды половодья и межени
3.4 Требования водопользователей
3.5 Современный водохозяйственный баланс Сальского водохранилища
3.6 Кривые продолжительности основных элементов режимов работы Сальского водохранилища за год и отдельные сезоны года
3.7 Расчетные режимы работы водохранилища за конкретные календарные годы с объемами стока, близкими по расчетным обеспеченностям, к характерным значениям
3.8 Расчетные режимы работы водохранилища за маловодные n-летние периоды
3.9 Гидравлические расчеты
3.10 Определение координат характерных кривых свободной поверхности Сальского водохранилища (вероятностью превышения 1%, 5% и 10%)
3.11 Итоги анализа
Заключение
Список использованной литературы
Приложение А - Земляная плотина водохранилища (средненапорная)
Приложение Б - Открытый водосброс
Приложение В - Сифонный водовыпуск
Приложение Г - Кривые зависимости W=f(Z) и ®=f(Z) Сальского водохранилища
Приложение Д - Кривая пропускной способности открытого водосброса Сальского гидроузла на р.Средний Егорлык
Приложение Е - Кривая пропускной способности сифонного водовыпуска Сальского гидроузла на р.Средний Егорлык в зависимости от напора (при полностью открытом затворе)
Приложение Ж - Кривая расходов Q=f(H) для расчета уровней воды в р. Средний Егорлык в нижнем бьефе Сальского водохранилища
Приложение И1 - Хронологический график условно¬
естественного годового стока р.Средний Егорлык в створе гидроузла Сальского водохранилища
Приложение И2 - Интегральная кривая условно-естественного годового стока в створе гидроузла Сальского водохранилища
Приложение ИЗ - Разностная интегральная кривая условно - естественного годового стока в створе гидроузла Сальского водохранилища
Приложение К1 - Теоретическая кривая обеспеченности естественного годового стока в створе гидроузла Сальского водохранилища
Приложение К2 - Теоретическая кривая обеспеченности естественного стока за период половодья в створе гидроузла Сальского водохранилища
Приложение КЗ - Теоретическая кривая обеспеченности естественного стока за период летне-осенней межени в створе гидроузла Сальского водохранилища
Приложение Л - Водохозяйственный баланс водохранилища на р. Средний Егорлык для лет характерной водности
Приложение М - Маловодные периоды стока в створе гидроузла Сальского водохранилища за 1925/26 -1998/99 гг
Приложение Н - Кривые свободной поверхности воды в р. Средний Егорлык в бытовых условиях и в условиях водохранилища (при НПУ= 29.0 м БС и ФПУ= 30.0 м БС)
1 Краткая физико-географическая характеристика района
расположения Сальского водохранилища
1.1 Климатические особенности
1.2 Почвы и растительность
2 Общая характеристика Сальского водохранилища и гидроузла
2.1 Исторические сведения о строительстве, реконструкции
сооружений и об изменениях порядка регулирования, технической и иной документации, местах ее хранения
2.2 Описание типа гидроузла и образуемого им водохранилища
2.3 Сведения о гидротехнических сооружениях Сальского водохранилища
2.4 Основные параметры Сальского водохранилища
3 Использование водных ресурсов
3.1 Расчеты гидрологических характеристик
3.2 Результаты статистической обработки рядов годового и сезонного стока в створе гидроузла Сальского водохранилища
3.3 Параметры годового и сезонного стока
3.3.1 Годовой сток
3.3.2 Сток за периоды половодья и межени
3.4 Требования водопользователей
3.5 Современный водохозяйственный баланс Сальского водохранилища
3.6 Кривые продолжительности основных элементов режимов работы Сальского водохранилища за год и отдельные сезоны года
3.7 Расчетные режимы работы водохранилища за конкретные календарные годы с объемами стока, близкими по расчетным обеспеченностям, к характерным значениям
3.8 Расчетные режимы работы водохранилища за маловодные n-летние периоды
3.9 Гидравлические расчеты
3.10 Определение координат характерных кривых свободной поверхности Сальского водохранилища (вероятностью превышения 1%, 5% и 10%)
3.11 Итоги анализа
Заключение
Список использованной литературы
Приложение А - Земляная плотина водохранилища (средненапорная)
Приложение Б - Открытый водосброс
Приложение В - Сифонный водовыпуск
Приложение Г - Кривые зависимости W=f(Z) и ®=f(Z) Сальского водохранилища
Приложение Д - Кривая пропускной способности открытого водосброса Сальского гидроузла на р.Средний Егорлык
Приложение Е - Кривая пропускной способности сифонного водовыпуска Сальского гидроузла на р.Средний Егорлык в зависимости от напора (при полностью открытом затворе)
Приложение Ж - Кривая расходов Q=f(H) для расчета уровней воды в р. Средний Егорлык в нижнем бьефе Сальского водохранилища
Приложение И1 - Хронологический график условно¬
естественного годового стока р.Средний Егорлык в створе гидроузла Сальского водохранилища
Приложение И2 - Интегральная кривая условно-естественного годового стока в створе гидроузла Сальского водохранилища
Приложение ИЗ - Разностная интегральная кривая условно - естественного годового стока в створе гидроузла Сальского водохранилища
Приложение К1 - Теоретическая кривая обеспеченности естественного годового стока в створе гидроузла Сальского водохранилища
Приложение К2 - Теоретическая кривая обеспеченности естественного стока за период половодья в створе гидроузла Сальского водохранилища
Приложение КЗ - Теоретическая кривая обеспеченности естественного стока за период летне-осенней межени в створе гидроузла Сальского водохранилища
Приложение Л - Водохозяйственный баланс водохранилища на р. Средний Егорлык для лет характерной водности
Приложение М - Маловодные периоды стока в створе гидроузла Сальского водохранилища за 1925/26 -1998/99 гг
Приложение Н - Кривые свободной поверхности воды в р. Средний Егорлык в бытовых условиях и в условиях водохранилища (при НПУ= 29.0 м БС и ФПУ= 30.0 м БС)
В соответствии со статьей 45 «Водного кодекса Российской Федерации», Положением о разработке, согласовании и утверждении правил использования водохранилищ, в том числе типовых правил использования водохранилищ, утвержденным постановлением Правительства Российской Федерации от 22.04.2009 № 349, Положением о Федеральном агентстве водных ресурсов, утвержденным постановлением Правительства Российской Федерации от 16.06.2004 № 282, Методическими указаниями по разработке правил использования водохранилищ, утвержденными приказом Министерства природных ресурсов и экологии Российской Федерации от 26.01.2011 № 17, а также распоряжением Правительства Российской Федерации от 14 февраля 2009 г. № 197-р, по заданию Министерства природных ресурсов и экологии Российской Федерации разработаны Проекты Правил использования водных ресурсов водохранилищ, в перечень которых входит и Сальское водохранилища, расположенное на р. Средний Егорлык в Ростовской области.
Правила использования водохранилищ (далее-Правила), состоящие из двух частей (Правил использования водохранилищ и Правил технической эксплуатации и благоустройства водохранилищ) после их утверждения автоматически становятся отправным документом, определяющим режим управления водными ресурсами. Правилами использования водных ресурсов водо-хранилищ определяется, в том числе режим наполнения и сработки водохранилищ. Правилами технической эксплуатации и благоустройства водохранилищ определяется порядок использования их дна и берегов.
Правила использования водных ресурсов Сальского водохранилища разработаны в 2014 г. Северо-Кавказским филиалом ФГУП РосНИИВХ в соответствии с Государственным контрактом № П-13-17 от 13.03.2013г между Донским бассейновым водным управлением (ДБВУ) и Федеральным государственным унитарным предприятием Российский научно-исследовательский институт комплексного использования и охраны водных ресурсов (ФГУП РосНИИВХ).
Главная цель исследования - изучить гидролого-экологические аспекты использования водных ресурсов Сальского водохранилища (на основе анализа Проекта Правил использования его водных ресурсов).
В соответствии с целью определены следующие задачи:
1 изучить физико-географические особенности района Сальского водохранилища;
2 изучить «Методические указания по составлению Правил использования водных ресурсов»;
3 определить степень соответствия разработанных Правил «Методическим рекомендациям», проведя анализ расчета гидрологических характеристик;
4 дать оценку современному использованию водных ресурсов Сальского водохранилища;
Материалы для написания дипломного проекта получены в лаборатории гидрологии Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Азовский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства» (ФГБНУ «АзНИИРХ»).
Правила использования водохранилищ (далее-Правила), состоящие из двух частей (Правил использования водохранилищ и Правил технической эксплуатации и благоустройства водохранилищ) после их утверждения автоматически становятся отправным документом, определяющим режим управления водными ресурсами. Правилами использования водных ресурсов водо-хранилищ определяется, в том числе режим наполнения и сработки водохранилищ. Правилами технической эксплуатации и благоустройства водохранилищ определяется порядок использования их дна и берегов.
Правила использования водных ресурсов Сальского водохранилища разработаны в 2014 г. Северо-Кавказским филиалом ФГУП РосНИИВХ в соответствии с Государственным контрактом № П-13-17 от 13.03.2013г между Донским бассейновым водным управлением (ДБВУ) и Федеральным государственным унитарным предприятием Российский научно-исследовательский институт комплексного использования и охраны водных ресурсов (ФГУП РосНИИВХ).
Главная цель исследования - изучить гидролого-экологические аспекты использования водных ресурсов Сальского водохранилища (на основе анализа Проекта Правил использования его водных ресурсов).
В соответствии с целью определены следующие задачи:
1 изучить физико-географические особенности района Сальского водохранилища;
2 изучить «Методические указания по составлению Правил использования водных ресурсов»;
3 определить степень соответствия разработанных Правил «Методическим рекомендациям», проведя анализ расчета гидрологических характеристик;
4 дать оценку современному использованию водных ресурсов Сальского водохранилища;
Материалы для написания дипломного проекта получены в лаборатории гидрологии Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Азовский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства» (ФГБНУ «АзНИИРХ»).
Правила использования водных ресурсов Сальского водохранилища составлены в полном соответствии с Методическими указаниями.
Водохозяйственные, гидрологические и гидравлические расчеты, полученные по 74-летнему календарному ряду восстановленного стока за период 1925/26 -1998/99гг. проведены в соответствии с нормативной и методической литературой.
Расчетные показатели обеспеченности отдач из водохранилища с учетом разработанных диспетчерских правил, находятся в пределах нормативных (установленных):
- забор воды на орошение -99%;
- санитарный попуск > 97%.
Пропуск модельных половодий вероятностью превышения 1%, 5%, 10% через гидроузел Сальского водохранилища, при отметке предполоводного наполнения 29.0 м БС показал, что:
- пропуск половодий 1% обеспеченности осуществляется с максимальным расходом в нижнем бьефе 75.63 м3/с (что соответствует максимальной пропускной способности открытого водосброса автоматического действия) при наполнении водохранилища до отметки 30.0 м БС (отметка ФПУ). Коэффициент трансформации максимального расхода входного гидрографа составляет 1.16.
- пропуск половодья 5% обеспеченности осуществляется с максимальным расходом в нижнем бьефе 57.26 м3/с при наполнении водохранилища до отметки 29.83 м БС. Коэффициент трансформации максимального расхода входного гидрографа составляет 1.01.
- пропуск половодья 10 % обеспеченности осуществляется с максимальным расходом в нижнем бьефе 46.48 м3/с при наполнении водохранилища до от-метки 29.71 м БС. Коэффициент трансформации максимального расхода входного гидрографа составляет 1.04.
Анализ режимов Сальского водохранилища многолетнего регулирования стока в условиях наступления серий маловодных лет свидетельствует о возможных глубоких дефицитах водопотребления при наступлении, как серий маловодных лет, так и отдельных маловодных лет при низком начальном уровне наполнении водохранилища.
Использование водных ресурсов Сальского водохранилища не может считаться комплексным и рациональным, т.к. экосистема водохранилища деградирует. Судя по данным водного баланса, в современных условиях водозабор на орошение осуществляется только из подземных источников, рыбохозяйственное использование водохранилища сводится только к осуществлению любительского рыболовства.
Расходы воды на испарение и прочие потери значительно превышают объемы заявленного водопотребления.
Современные требования рационального использования природных ресурсов, улучшения системы управления водным хозяйством страны обусловливают необходимость проведения детального изучения объективности существования таких водохранилищ, разработки системы научно-обоснованных мер по возможному демонтажу плотин, разблокировке русел малых и средних рек, от экологического благополучия которых зависит со-стояние экосистем крупных рек.
Водохозяйственные, гидрологические и гидравлические расчеты, полученные по 74-летнему календарному ряду восстановленного стока за период 1925/26 -1998/99гг. проведены в соответствии с нормативной и методической литературой.
Расчетные показатели обеспеченности отдач из водохранилища с учетом разработанных диспетчерских правил, находятся в пределах нормативных (установленных):
- забор воды на орошение -99%;
- санитарный попуск > 97%.
Пропуск модельных половодий вероятностью превышения 1%, 5%, 10% через гидроузел Сальского водохранилища, при отметке предполоводного наполнения 29.0 м БС показал, что:
- пропуск половодий 1% обеспеченности осуществляется с максимальным расходом в нижнем бьефе 75.63 м3/с (что соответствует максимальной пропускной способности открытого водосброса автоматического действия) при наполнении водохранилища до отметки 30.0 м БС (отметка ФПУ). Коэффициент трансформации максимального расхода входного гидрографа составляет 1.16.
- пропуск половодья 5% обеспеченности осуществляется с максимальным расходом в нижнем бьефе 57.26 м3/с при наполнении водохранилища до отметки 29.83 м БС. Коэффициент трансформации максимального расхода входного гидрографа составляет 1.01.
- пропуск половодья 10 % обеспеченности осуществляется с максимальным расходом в нижнем бьефе 46.48 м3/с при наполнении водохранилища до от-метки 29.71 м БС. Коэффициент трансформации максимального расхода входного гидрографа составляет 1.04.
Анализ режимов Сальского водохранилища многолетнего регулирования стока в условиях наступления серий маловодных лет свидетельствует о возможных глубоких дефицитах водопотребления при наступлении, как серий маловодных лет, так и отдельных маловодных лет при низком начальном уровне наполнении водохранилища.
Использование водных ресурсов Сальского водохранилища не может считаться комплексным и рациональным, т.к. экосистема водохранилища деградирует. Судя по данным водного баланса, в современных условиях водозабор на орошение осуществляется только из подземных источников, рыбохозяйственное использование водохранилища сводится только к осуществлению любительского рыболовства.
Расходы воды на испарение и прочие потери значительно превышают объемы заявленного водопотребления.
Современные требования рационального использования природных ресурсов, улучшения системы управления водным хозяйством страны обусловливают необходимость проведения детального изучения объективности существования таких водохранилищ, разработки системы научно-обоснованных мер по возможному демонтажу плотин, разблокировке русел малых и средних рек, от экологического благополучия которых зависит со-стояние экосистем крупных рек.