РЕФЕРАТ 3
ВВЕДЕНИЕ 5
1. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНЬЯ О РЕЧНОМ БАССЕЙНЕ РЕКИ АЛЕЙ 9
1.1 Физико-географические показатели речного бассейна 9
1.2 Климат 11
1.3 Г идрографическая и гидрометрическая изученность 14
2. ВЛИЯНИЕ ИСКУССТВЕННЫХ ВОДОЕМОВ НА ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ 17
2.1 Водохранилища и природная среда 21
2.2 Воздействие водохранилищ на гидрологический режим рек 31
2.2.1 Временные и постоянные изменения стока рек 35
2.3 Гилевское водохранилище 37
3. РЕЖИМ ГОДОВОГО СТОКА РЕКИ АЛЕЙ 50
3.1 Анализ годового стока р.Алей до постройки водохранилища 50
3.2 Характеристика годового стока после постройки водохранилища 53
3.2.1Восстановленый естественный ход среднегодового стока реки Алей 57
4. ВНУТРИГОДОВОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ СТОКА РЕКИ АЛЕЙ 62
5. ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ХОЗЯЙСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ НА 65
5.1 Метод водного баланса 65
5.1.1 Общий вид уравнения водного баланса для речных бассейнов 72
5.2 Водный баланс речного бассейна до постройки водохранилища 74
5.2.1 Суммарное испарение с поверхности водосбора 74
5.3 Влияние хозяйственной деятельности человека на речной сток 78
5.3.1 Забор воды на хозяйственные нужды 78
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 81
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ 83
ПРИЛОЖЕНИЯ 86
Приложение А - Сренемесячные расходы воды за водохозяйственный год . 87
Приложение Б - Эмпирическая обеспеченность годовых расходов воды до постройки водохранилища 93
Приложение В - Эмпирическая обеспеченность годовых расходов воды после постройки водохранилища 95
Приложение Ж - Карта Средние многолетние запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы 101
Приложение К - Зависимость испаряемости Zmax от величины d (мб) для различных геобатанических зон 102
Приложение Л - Среднемесячные температуры воздуха в бассейне р. Алей за период 1955-2011 103
Приложение М - Коэффициенты стока и испарения за период 1955-1980г 105
Приложение Н - Рассчитанные значения испарения для бассейна р.Алей за период 1955-1980 106
Приложение П - Рассчитанные значения испарения для бассейна р.Алей за период 1980-2011 107
Приложение Р - Рассчитанные значения испарения с сельскохозяйственных полей 108
Приложение С - Рассчитанные значения испарения с водной поверхности водохранилища 109
Приложение Т - Рассчитанные значения испарения для бассейна р.Алей с учетом хозяйственной деятельности человека за период 1980-2011 110
Вода - один из важнейших сырьевых ресурсов на земле, который не имеет замены. Круговорот воды в природе, совершаемый непрерывно обуславливает поступление воды на континенты. Вода растворяет и разрушает горные породы, осуществляя тем самым формирование внешнего облика земной поверхности. Вода, находящаяся в почве, оказывает огромное влияние на процесс ее формирования и плодородие.
Совокупность всех видов воды, находящихся в различных фазовых состояниях на планете и участвующих в круговороте веществ, определяют водные ресурсы любой территории.
Для использования в народном хозяйстве пригодна лишь небольшая часть общих запасов воды - пресные воды. Поэтому при оценке водных ресурсов какой-либо территории рассматривается обеспеченность ее пресными водами.
В отличии от других видов природных ресурсов, запасы которых постоянны, вода находится в постоянном движении - круговороте. Она непрерывно расходуется и возобновляется, объединяя во взаимосвязанный цикл воды атмосферы, океана, земной коры и атмосферы.
Скорость расходования и возобновления отдельных видов природных вод неодинакова и составляет от нескольких тысячелетий до нескольких суток и даже нескольких часов. Для практических целей, связанных с оценкой водообеспеченности территории, водные ресурсы принято делить на медленно возобновляемые и ежегодно возобнавляемые в процессе круговорота.
Вековые запасы медленно расходуются и возобновляются. При использовании на хозяйственные нужды этих запасов следует учитывать их медленное естественное восстановление. Из категории ежегодно возобновляемых водных ресурсов наибольшее практическое значение имеют речные воды. Поэтому при решении практических водохозяйственных задач под водными ресурсами территории обычно понимают ежегодно возобновляемый объем речного стока.
Изучение гидрологического режима водотоков и водоемов было и остается одной из важнейших научных и практических задач.
Пионером в этом отношении был А.И.Воейков, который впервые провозгласил связь между водностью в реке климатическими условиями местности[16]. Каждое предшествующее исследование приводило к усовершенствованию методов оценки речного стока, а также позволяло глубже изучить процессы его формирования [27].
На кафедре гидрологии, Национального исследовательского Томского государственного университета, рассмотрением данной темы занимались такие преподаватели как:
1. доктор географических наук, профессор Земцов В.А.
2. кандидат географических наук, доцент Паромов В.В.
3. старший преподаватель Петров А.И.
4. кандидат географических наук, доцент Шантыкова Л.Н.
Практической значимостью изучения режима речного стока является то, что повышение или понижение водности в реке, а значит и увеличение или уменьшение стока влияет на хозяйственную деятельность и условия проживания человека.
Темой данной выпускной квалификационной работы магистра гидрометеорологии является: «Влияние водохранилища на водные ресурсы реки Алей».
Актуальность данной работы: Эксплуатация и безвозвратные потери водных ресурсов во всем мире возрастают, что приводит к изменению окружающей среды. Одним из основных видов хозяйственной деятельности человека относится создание водохранилищ, для регулирования водных ресурсов во времени и пространстве. Тем самым меняются качество воды, естественный гидрологический режим самого водного объекта и водные ресурсы всей водосборной площади.
В основном искусственные водоемы строятся на водотоках любых размеров. Поэтому оценка влияния водохранилищ с учетом их размеров на сток средних и малых рек является актуальной и практически значимой задачей.
Большинство исследований, посвящено влиянию крупных водохранилищ на речной сток. В связи с этим анализ воздействия средних и малых искусственных водоемов является актуальной и практически значимой задачей.
Основная цель работы - оценить воздействие Гилевского водохранилища на режим годового и сезонного стока реки Алей.
Водоем по ландшафтным условиям относится к лесостепным; по генезису котловины - долинно-русловому типу: равнинной субарктической климатической зоны с многолетним регулированием стока. Первый год заполнения водохранилища относится к 1979г. Основное назначение водоема - водоснабжение населенных пунктов и орошение сельскохозяйственных полей.
Исходная информация - среднемесячные расходы воды по пяти гидрологическим постам в бассейне реки Алей с 1955 - 2011 годы. Границы гидрологических сезонов кратные месяцам являются: IV - VI - весеннее половодье; VII - VIII - летняя, IX-X - осенняя и XI-III - зимняя межени.
Для раскрытия темы, были поставлены следующие задачи:
1. Расчет основных статистических характеристик годового и сезонного стока реки за весь период и отдельно до постройки водохранилища и после постройки водохранилища.
2. Анализ временной и пространственной изменчивости годового и сезонного стока реки за весь период и отдельно до постройки водохранилища и после постройки водохранилища.
3. Оценка влияния водохранилища на годовой и сезонный сток на основе статистических методов.
4. Расчет основных элементов водного баланса в естественных условиях и с учетом хозяйственной деятельности человека.
5. Проанализировать результаты текущих водных балансов.
Данные, используемые в данной работе, были взяты из справочников по водному кадастру, по климату СССР, опубликованной литературы, интернет ресурсов и физико-географических карт и атласов.
Расчеты проводились на основе статистических методов и методов водохозяйственных водных балансов, рекомендованных в гидрологии. Проверка на однородность параметров речного стока осуществляется путем сравнения временных периодов: до постройки (естественный режим стока) и после введения в эксплуатацию (зарегулированный режим стока) водохранилища.
Для работы были использованы программы: Microsoft Ехсе, Statistica, StokStat, SASPlanet.
В работе рассмотрено и проанализировано влияние Гилевского водохранилища на водные ресурсы. Для этого:
• Рассчитаны статистические характеристики основных статистических характеристик годового и сезонного стока реки за весь период и отдельно до постройки водохранилища и после постройки водохранилища
• Проанализирована временная и пространственная изменчивость годового и сезонного стока реки за весь период и отдельно до постройки водохранилища и после постройки водохранилища.
• Оценено влияния водохранилища на годовой и сезонный сток на основе статистических методов.
• Рассчитаны основные элементы водного баланса в естественных условиях и с учетом хозяйственной деятельности человека.
В изменении годового стока во времени наблюдается цикличность, т.е. чередование многоводных и маловодных лет.
По хронологическим графикам были выявлены тенденции спада стока воды, тренд на снижение сумм осадков за теплый период и увеличению за холодный период. Это привело к тренду на увеличение сумм атмосферных осадков за год.
На основе сопоставления составленных уравнений водного баланса до постройки и после постройки водохранилища. Были сделаны вывод о том, что хозяйственная деятельность человека является основным фактором снижения водность реки Алей.
Расчет испарения показал, что за строительство водохранилища и развитие сельского хозяйства привели к ее увеличению.
На основе полученных данных можно сказать, что строительство Гилевского водохранилища привело к уменьшению водных ресурсов реки Алей. Однако, это не единственный фактор, влияющий на водные ресурсы. Так же необходимо учитывать влияние водозабора воды на орошение, питьевое и хозяйственно-бытовое водоснабжение, а также ряд небольших озер и водохранилищ. Это утверждение подтверждается анализом элементов водного баланса.
1. Авакян А. Б. Водохранилища и окружающая среда. М.: Изд. об- ва «Знание», 1982. — 48 с.
2. Авакян А. Б., Салтанкин В. П., Шарапов В. А. Водохранилища.
- М.: Мысль, 1987, — 325 с.
3. Алисов Б.П. Климат СССР. - М.: Изд. Московского
Университета, 1965г
4. Бабкин В.И., Вугинский В.С. Водный баланс речных бассейнов.
- Л.: Гидрометеоиздат, 1982. - 191 с.
5. Богословский Б.Б. и др. Общая гидрология. - Л.:
Гидрометеоиздат, 1984.
6. Браславский А.П. К вопросу о расчете изменения влажности и температуры возуха при движении воздушного потока над водной поверхностью. - В кн.: Проблемы гироэнергетики и водного хозяйства. - Алма-Ата, 1963, вып. 1, - 138-157 с.
7. Браславский А.П. Исследования и расчеты гидрологического режима озер и водохранилищ. - Дис. ... д-ра техн. наук: 05.14.09/ГГИ. - Алма-Ата, 1965, - 254 с.
8. Википедия. Свободная энциклопедия // Алтайский край: URL: http://ru.wikipedia. org/wiki/Алтайский край (15.11.2011.)
9. Воохранилища и их воздействие на окружающую среду. - М.: Наука, 1986. - 367 с.
10. Вуглинский В.С. Водные ресурсы и водный баланс крупных водохранилищ СССР. - Л.: Гидрометеоиздат, 1991. - 223 с.
11. Горшков И.О. Гидрологические расчеты. - Л.: Гидрометеоиздат, 1973. - 430 с.
12. Денисов П.П. Методика оценки тенденций в ходе речного стока.
- Метеорология и гидрология, 1975, N 4, с. 101-104.
13. Каталог водохранилищ СССР. - М. 1988. - 207с.
14. Комлев А.М. Закономерности формирования и методы расчета речного стока. - Пермь: Изд-во ПМУ, - 2002. - 163 с.
15. Лучшева Л.А. Практическая гидрология. - Л.: гидрометеоиздат, - 1976.-440 с.
..33