Гидрологический режим и эколого-географические особенно- сти Кубанского водохранилища
|
Сокращения 4
Введение 5
1 Физико-географические особенности Краснодарского края 8
1.1 Рельеф 11
1.2 Климатические особенности 13
1.3 Гидрография и гидрология 16
1.4 Почвообразующие и подстилающие породы 20
2 Гидрологический режим водохранилища 25
2.1 Основные гидрологические параметры 25
2.2 Гидрофизические характеристики 28
2.2.1 Температура 28
2.2.2 Ледовый режим 32
2.3 Гидродинамические характеристики 34
2.3.1 Волнение 34
2.3.2 Уровенный режим Краснодарского водохранилища 36
2.4 Заиление 40
2.5 Анализ современного состояния водного баланса на основе много- 41
летних наблюдений
3 Гидрохимический режим 47
3.1 Условия формирования вод и водного режима 49
3.1.1 Донные отложения 52
3.2 Анализ современного гидрохимического состояния акватории на 53
основе многолетних данных
4 Гидробиологическая характеристика 61
4.1 Фитопланктон 61
4.2 Зоопланктон 62
4.3 Формирование ихтиофауны 64
4.4 Формирование гидробиологических условий 67
5 Построение прогностической модели приходной части водного ба- 70
ланса.
5.1 Понятие взаимной корреляционной функции (ВКФ) 70
5.2 Применение взаимной корреляционной функции для прогноза вод- 72
ного баланса Краснодарского водохранилища.
Заключение 75
Список использованных источников 80
Введение 5
1 Физико-географические особенности Краснодарского края 8
1.1 Рельеф 11
1.2 Климатические особенности 13
1.3 Гидрография и гидрология 16
1.4 Почвообразующие и подстилающие породы 20
2 Гидрологический режим водохранилища 25
2.1 Основные гидрологические параметры 25
2.2 Гидрофизические характеристики 28
2.2.1 Температура 28
2.2.2 Ледовый режим 32
2.3 Гидродинамические характеристики 34
2.3.1 Волнение 34
2.3.2 Уровенный режим Краснодарского водохранилища 36
2.4 Заиление 40
2.5 Анализ современного состояния водного баланса на основе много- 41
летних наблюдений
3 Гидрохимический режим 47
3.1 Условия формирования вод и водного режима 49
3.1.1 Донные отложения 52
3.2 Анализ современного гидрохимического состояния акватории на 53
основе многолетних данных
4 Гидробиологическая характеристика 61
4.1 Фитопланктон 61
4.2 Зоопланктон 62
4.3 Формирование ихтиофауны 64
4.4 Формирование гидробиологических условий 67
5 Построение прогностической модели приходной части водного ба- 70
ланса.
5.1 Понятие взаимной корреляционной функции (ВКФ) 70
5.2 Применение взаимной корреляционной функции для прогноза вод- 72
ного баланса Краснодарского водохранилища.
Заключение 75
Список использованных источников 80
Из всего многообразия преобразующей деятельности человека как по своим масштабам, так и по значению в глобальных экологических системах планеты особо выделяется два процесса: освоение новых территорий для сельскохозяйственного производства, промышленного и гражданского строительства и преобразование речного звена гидросферы на огромных пространствах суши путем гидротехнического строительства и создания новых водных объектов — водохранилищ. У водохранилищ нет природных аналогов (Авакян и др., 1987).
Создание искусственных водоемов (водохранилищ, прудов) нарушает функционирование речных биоценозов и приводит к массовому развитию («цветению») отдельных видов микроводорослей. В результате подобных явлений в водоемах может наблюдаться не только ухудшение качества воды, но и нежелательная трансформация (деградация) экосистемы (Сорокин и др., 1996).
В отечественной литературе распространено мнение, что после образования искусственного водоема биоценоз проходит поэтапно определяющие фазы развития (Кожова,1978), которое завершается стадией стабилизации (Шаларь, 1972, Кузьмин, 1974, Водохранилища мира, 1979). Однако если исходить из уже сложившегося понимания экологической сукцессии как эволюционного развитие экосистемы, то применительно к водным экосистемам оно намного шире (Margalef, 1968), чем первоначально выработанное в геоботанике. В фундаментальной экологии принято, что естественные водоемы в ходе своего развития поэтапно проходят стадии от олиготрофии до эвтрофии, что сопровождается последовательной сменой сообществ, накоплением органического вещества и заканчивается постепенным их зарастанием и умиранием (Одум, 1986).
Однако водохранилищам присуща особая система внутриводных процессов, им свойственны гидрологические, гидрофизико-химические и гидробиологические процессы не идентичные тем, что наблюдаются в других водных объектах (озерах, реках, каналах). Процессы трансформации вещества и энергии в водохранилищах, особенно в глубоководных, имеют иные, чем в озерах и реках масштабы, направленность, интенсивность и длительность. Это выражается в структуре и продуктивности водных экосистем (Авакян и др., 1987). Формирование водного объекта сопровождается исключительно сложными, во многих случаях часто непознанными, сочетаниями взаимоотношений биоты, гидрологии и гидрохимии водоема, а также взаимодействиями между составляющими биоты (Водохранилища мира, 1979). Под формированием водохранилища понимают многолетние воздействия комплекса процессов и явлений, определяющих облик нового гидрологического и географического объекта. Процесс формирования водоема может иметь разную продолжительность и длиться интенсивно в течение десятилетий (Водохранилища и их воздействия.., 1986).
Одно из главных направлений современной гидроэкологии связано с изучением устройства и функционирования планктонных сообществ водохранилищ, важнейшими компонентами которых являются фито- и зоопланктон. Характер взаимодействия этих компонент во многом определяет эффективность трансформации вещества и энергии в водоемах и, следовательно, влияет на продуктивность водоема и качество воды (Одум, 1986). Одно из центральных мест в формировании экосистемы занимает фитопланктон - продуцент органического вещества и активный участник самоочищения водоема. Управление функционированием водной экосистемы начинается с управления структурой фитопланктонного сообщества.
Методологической основой экологических исследований служит системный подход, ориентированный на раскрытие целостности объекта и обеспечивающих ее механизмов, на выявление многообразных связей сложного объекта и сведения их в единую теоретическую картину. При этом система и экологическая система в том числе, понимается как совокупность взаимосвязанных элементов, образующих определенную целостность, единство. Она характеризуется также непрерывным единством с окружающей средой, во взаимодействии с которой система и проявляет свою целостность. Выявление системного характера объекта исследований требует разложение его на составные части с установлением их свойств, а для определения сущности объекта как некой организации, необходим синтез этих частей в единое целое (Алимов, 2001).
...
Создание искусственных водоемов (водохранилищ, прудов) нарушает функционирование речных биоценозов и приводит к массовому развитию («цветению») отдельных видов микроводорослей. В результате подобных явлений в водоемах может наблюдаться не только ухудшение качества воды, но и нежелательная трансформация (деградация) экосистемы (Сорокин и др., 1996).
В отечественной литературе распространено мнение, что после образования искусственного водоема биоценоз проходит поэтапно определяющие фазы развития (Кожова,1978), которое завершается стадией стабилизации (Шаларь, 1972, Кузьмин, 1974, Водохранилища мира, 1979). Однако если исходить из уже сложившегося понимания экологической сукцессии как эволюционного развитие экосистемы, то применительно к водным экосистемам оно намного шире (Margalef, 1968), чем первоначально выработанное в геоботанике. В фундаментальной экологии принято, что естественные водоемы в ходе своего развития поэтапно проходят стадии от олиготрофии до эвтрофии, что сопровождается последовательной сменой сообществ, накоплением органического вещества и заканчивается постепенным их зарастанием и умиранием (Одум, 1986).
Однако водохранилищам присуща особая система внутриводных процессов, им свойственны гидрологические, гидрофизико-химические и гидробиологические процессы не идентичные тем, что наблюдаются в других водных объектах (озерах, реках, каналах). Процессы трансформации вещества и энергии в водохранилищах, особенно в глубоководных, имеют иные, чем в озерах и реках масштабы, направленность, интенсивность и длительность. Это выражается в структуре и продуктивности водных экосистем (Авакян и др., 1987). Формирование водного объекта сопровождается исключительно сложными, во многих случаях часто непознанными, сочетаниями взаимоотношений биоты, гидрологии и гидрохимии водоема, а также взаимодействиями между составляющими биоты (Водохранилища мира, 1979). Под формированием водохранилища понимают многолетние воздействия комплекса процессов и явлений, определяющих облик нового гидрологического и географического объекта. Процесс формирования водоема может иметь разную продолжительность и длиться интенсивно в течение десятилетий (Водохранилища и их воздействия.., 1986).
Одно из главных направлений современной гидроэкологии связано с изучением устройства и функционирования планктонных сообществ водохранилищ, важнейшими компонентами которых являются фито- и зоопланктон. Характер взаимодействия этих компонент во многом определяет эффективность трансформации вещества и энергии в водоемах и, следовательно, влияет на продуктивность водоема и качество воды (Одум, 1986). Одно из центральных мест в формировании экосистемы занимает фитопланктон - продуцент органического вещества и активный участник самоочищения водоема. Управление функционированием водной экосистемы начинается с управления структурой фитопланктонного сообщества.
Методологической основой экологических исследований служит системный подход, ориентированный на раскрытие целостности объекта и обеспечивающих ее механизмов, на выявление многообразных связей сложного объекта и сведения их в единую теоретическую картину. При этом система и экологическая система в том числе, понимается как совокупность взаимосвязанных элементов, образующих определенную целостность, единство. Она характеризуется также непрерывным единством с окружающей средой, во взаимодействии с которой система и проявляет свою целостность. Выявление системного характера объекта исследований требует разложение его на составные части с установлением их свойств, а для определения сущности объекта как некой организации, необходим синтез этих частей в единое целое (Алимов, 2001).
...
Для достижения цели исследования было произведено всестороннее рассмотрение в современный временной промежуток времени Кубанского водохранилища и выявлены ее эколого-географические особенности.
Реализация цели обусловила решение следующих основных задач, поставленных в работе:
- были исследованы физико-географические особенности Кубанского водохранилища;
- выявлены особенности гидрологического режима водхранилища;
- изучен гидрохимический режим водохранилища и осуществлен прогноз значений его показателей;
-исследованы гидробиологические условия водохранилища
Рещение поставленных задач позволило сформулировать следующие основные выводы:
1. Краснодарское водохранилище, располагается на территории бассейна реки Кубань и относится к территории Краснодарского края, основное его назначение: орошение, обводнение, водоснабжение, водный транспорт, рыбное хозяйство и в меньшей степени — гидроэнергетика.
2. Краснодарский край расположен на юге Европейской части Российской Федерации; наибольшая протяженность края с севера на юг - 372 километра, с запада на восток - 380 километров; площадь территории края - 76 тыс. кв. км (0,45 % от территории РФ).
3. Климат края классифицируется как умеренно континентальный с мягкой непродолжительной зимой, длительным безморозным периодом (191 день); осадки кратковременные, преимущественно ливневые, за период активной вегетации их выпадает более 50 %; среднегодовое их количество составило 600 - 670 мм.
4. Вода р. Кубань относится к гидрокарбонатному классу кальциевой группы II типа; минерализация воды достигает максимального значения весной - до 500 мг/л, минимального - летом 220 - 300 мг/л; в Краснодарском водохранилище качество воды идентично водам р. Кубань.
5. Почвенный покров в крае представлен 108 наименованиями почв: мощные и сверхмощные черноземы, черноземы обыкновенные, серые лесные, бурые лесные, дерново-карбонатные, коричневые, лугово-черноземные, луговые и прочие.
6. По природным условиям территория изучения расположена в зоне степей, которые сейчас представляют собой антропогенный ландшафт, где практически не сохранилась естественная растительность; в прошлом в крае произрастала злаково-разнотравная растительность с наличием в ее составе большого количества лугово-степного разнотравья.
7. Краснодарское водохранилище относится к русловому типу; его чаша расположена в долине реки Кубань, перегороженной плотинами, водохранилище контролирует 96 % годового стока реки, построено в 1968 - 1978 годах; расположено в средней части долины реки на 307-223 км от ее устья между станицей Воронежской и городом Краснодар; было пущено в эксплуатацию в 1973 году.
8. Водохранилище занимает пойму реки Кубань; правый берег высокий, обрывистый с высотой берегового обрыва 2-10 м, а в отдельных местах - до 21 м; левый берег низкий, пологий; берега сложены лессовидными суглинками, песками и глинами, покрытыми аллювиальными отложениями; наибольшие глубины водохранилища не превышают 10 м.
9. Площадь водохранилища 397,8 км2, наибольшая длина 46 км и средняя ширина 8,6 км; полный объем водохранилища 2349,3 млн. м3, а полезный 2200 млн. м3; подпорный уровень воды у плотины - 25 м; длина береговой линии около 200 км; средняя глубина 5,9 м при максимальной 24,7 м; земляная плотина водохранилища, длиной по гребню 11,6 км, расположена на 242 км от устья; ее высота на пойме 14-15 м, в русле - более 20 м.
...
Реализация цели обусловила решение следующих основных задач, поставленных в работе:
- были исследованы физико-географические особенности Кубанского водохранилища;
- выявлены особенности гидрологического режима водхранилища;
- изучен гидрохимический режим водохранилища и осуществлен прогноз значений его показателей;
-исследованы гидробиологические условия водохранилища
Рещение поставленных задач позволило сформулировать следующие основные выводы:
1. Краснодарское водохранилище, располагается на территории бассейна реки Кубань и относится к территории Краснодарского края, основное его назначение: орошение, обводнение, водоснабжение, водный транспорт, рыбное хозяйство и в меньшей степени — гидроэнергетика.
2. Краснодарский край расположен на юге Европейской части Российской Федерации; наибольшая протяженность края с севера на юг - 372 километра, с запада на восток - 380 километров; площадь территории края - 76 тыс. кв. км (0,45 % от территории РФ).
3. Климат края классифицируется как умеренно континентальный с мягкой непродолжительной зимой, длительным безморозным периодом (191 день); осадки кратковременные, преимущественно ливневые, за период активной вегетации их выпадает более 50 %; среднегодовое их количество составило 600 - 670 мм.
4. Вода р. Кубань относится к гидрокарбонатному классу кальциевой группы II типа; минерализация воды достигает максимального значения весной - до 500 мг/л, минимального - летом 220 - 300 мг/л; в Краснодарском водохранилище качество воды идентично водам р. Кубань.
5. Почвенный покров в крае представлен 108 наименованиями почв: мощные и сверхмощные черноземы, черноземы обыкновенные, серые лесные, бурые лесные, дерново-карбонатные, коричневые, лугово-черноземные, луговые и прочие.
6. По природным условиям территория изучения расположена в зоне степей, которые сейчас представляют собой антропогенный ландшафт, где практически не сохранилась естественная растительность; в прошлом в крае произрастала злаково-разнотравная растительность с наличием в ее составе большого количества лугово-степного разнотравья.
7. Краснодарское водохранилище относится к русловому типу; его чаша расположена в долине реки Кубань, перегороженной плотинами, водохранилище контролирует 96 % годового стока реки, построено в 1968 - 1978 годах; расположено в средней части долины реки на 307-223 км от ее устья между станицей Воронежской и городом Краснодар; было пущено в эксплуатацию в 1973 году.
8. Водохранилище занимает пойму реки Кубань; правый берег высокий, обрывистый с высотой берегового обрыва 2-10 м, а в отдельных местах - до 21 м; левый берег низкий, пологий; берега сложены лессовидными суглинками, песками и глинами, покрытыми аллювиальными отложениями; наибольшие глубины водохранилища не превышают 10 м.
9. Площадь водохранилища 397,8 км2, наибольшая длина 46 км и средняя ширина 8,6 км; полный объем водохранилища 2349,3 млн. м3, а полезный 2200 млн. м3; подпорный уровень воды у плотины - 25 м; длина береговой линии около 200 км; средняя глубина 5,9 м при максимальной 24,7 м; земляная плотина водохранилища, длиной по гребню 11,6 км, расположена на 242 км от устья; ее высота на пойме 14-15 м, в русле - более 20 м.
...
