Помощь студентам в учебе
ДИНАМИКА ГИДРОХИМИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ КУЙБЫШЕВСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА (С 2010 ГОДА ПО НАСТОЯЩЕЕ ВРЕМЯ)
|
Введение 3
ГЛАВА 1. ИСТОРИЯ ФОРМИРОВАНИЯ И ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ
ПОЛОЖЕНИЕ КУЙБЫШЕВСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА 6
1.1. Среднее течение долины реки Волги до формирования водохранилища
(до 1957 г.) 6
1.1.1. Геолого-геоморфологические условия 10
1.1.2. Климатические условия 14
1.2. Морфометрические показатели современного состояния
Куйбышевского водохранилища 17
1.2.1. Гидрологические условия 19
1.2.2. Источники загрязнения Куйбышевского водохранилища 22
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ИЗУЧЕНИЯ ГИДРОЛОГИЧЕСКОГО И
ГИДРОХИМИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ КУЙБЫШЕВСКОГО
ВОДОХРАНИЛИЩА 26
2.1. Методика изучения гидрологического состояния 26
2.2. Методика изучения гидрохимического состояния 28
ГЛАВА 3. ДИНАМИКА ГИДРОЛОГИЧЕСКОГО И ГИДРОХИМИЧЕСКОГО
СОСТОЯНИЯ КУЙБЫШЕВСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА С 2010 ПО 2015 ГГ 35
3.1. Изменение морфометрических показателей зеркала водохранилища 35
3.2. Анализ климатических параметров территории водохранилища 42
3.2.1. Температуры 42
3.2.2. Осадки 43
ГЛАВА 4. ДИНАМИКА ГИДРОХИМИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ КУЙБЫШЕВСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА ЗА 2010-2015 ГГ 46
4.1. Гидрохимическое состояние вод в 2010году 47
4.2. Гидрохимическое состояние вод в 2011 году 50
4.3. Гидрохимическое состояние вод в 2012 году 51
4.4. Гидрохимическое состояние вод в 2013 году 53
4.5. Гидрохимическое состояние вод в 2014 году 55
4.6. Гидрохимическое состояние вод в 2015 году 56
4.7. Общая оценка динамики гидрохимического состояния Куйбышевского
водохранилища за последние 6 лет 58
Заключение 65
Библиография 68
ПРИЛОЖЕНИЯ
ГЛАВА 1. ИСТОРИЯ ФОРМИРОВАНИЯ И ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ
ПОЛОЖЕНИЕ КУЙБЫШЕВСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА 6
1.1. Среднее течение долины реки Волги до формирования водохранилища
(до 1957 г.) 6
1.1.1. Геолого-геоморфологические условия 10
1.1.2. Климатические условия 14
1.2. Морфометрические показатели современного состояния
Куйбышевского водохранилища 17
1.2.1. Гидрологические условия 19
1.2.2. Источники загрязнения Куйбышевского водохранилища 22
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ИЗУЧЕНИЯ ГИДРОЛОГИЧЕСКОГО И
ГИДРОХИМИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ КУЙБЫШЕВСКОГО
ВОДОХРАНИЛИЩА 26
2.1. Методика изучения гидрологического состояния 26
2.2. Методика изучения гидрохимического состояния 28
ГЛАВА 3. ДИНАМИКА ГИДРОЛОГИЧЕСКОГО И ГИДРОХИМИЧЕСКОГО
СОСТОЯНИЯ КУЙБЫШЕВСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА С 2010 ПО 2015 ГГ 35
3.1. Изменение морфометрических показателей зеркала водохранилища 35
3.2. Анализ климатических параметров территории водохранилища 42
3.2.1. Температуры 42
3.2.2. Осадки 43
ГЛАВА 4. ДИНАМИКА ГИДРОХИМИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ КУЙБЫШЕВСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА ЗА 2010-2015 ГГ 46
4.1. Гидрохимическое состояние вод в 2010году 47
4.2. Гидрохимическое состояние вод в 2011 году 50
4.3. Гидрохимическое состояние вод в 2012 году 51
4.4. Гидрохимическое состояние вод в 2013 году 53
4.5. Гидрохимическое состояние вод в 2014 году 55
4.6. Гидрохимическое состояние вод в 2015 году 56
4.7. Общая оценка динамики гидрохимического состояния Куйбышевского
водохранилища за последние 6 лет 58
Заключение 65
Библиография 68
ПРИЛОЖЕНИЯ
Вода является связующим звеном в трофических цепочках практически всех экосистем, она также является непременной составляющей всего живого. Человек на протяжении своей истории всегда искал место для жительства вблизи крупных водоемов. И со временем в результате своей деятельности коренным образом изменял качественные и количественные характеристики водоемов, создавая новые, искусственные водоемы, что привело к ухудшению качества вод, а это в свою очередь повлияло на здоровье самого человека.
Необходимость изучения состояния вод, сложившееся на сегодняшний день в акваториях водоемов, испытавших наибольшую антропогенную нагрузку, не вызывает сомнений. В Европейской части России самым крупным, искусственно созданным водоемом является Куйбышевское водохранилище. За время его существования в пределах акватории и береговой зоны произошли значительные изменения, вызванные природными и антропогенными факторами. Природные процессы осложняются в большей степени при серьезном вмешательстве человека, усиливая целый ряд негативных явлений (загрязнение обширных участков акватории, размыв и разрушение берегов и т.п.). Все это приводит к ухудшению качества воды (водохранилище - основной источник питьевой воды для многих городов и населенных пунктов, в том числе таких крупных как г. Казань, Ульяновск), разрушение экосистем, ведущее к исчезновению отдельных видов флоры и фауны, рост заболеваемости и смертности. Таким образом, для обеспечения себя и будущего поколения благоприятными условиями существования, обеспечения коренного улучшения санитарно-экологической обстановки, требуется принятие неотложных мер.
Своевременные и точные данные о качестве воды служат основой для регулирования деятельности водопользователей, обеспечение мероприятий по рациональному природопользованию, информирования соответствующих органов и население о возможных опасных ситуациях, связанных с использованием воды.
Под качеством воды в целом понимается характеристика её состава и свойств, определяющая её пригодность для конкретных видов водопользования.
Целью данной работы является выявление закономерности изменения качества состояния воды на Куйбышевском водохранилище за период с 2010-2015 гг.
Для достижения поставленной цели было необходимо выполнить следующие задачи:
• рассмотреть историю формирования среднего течения долины реки Волги, и общегеографическую характеристику бассейна водохранилища;
• рассмотреть динамику гидрохимического и гидрологического режима водохранилища (изменение гидрохимических, морфометрических и климатических параметров) за последние 6 лет;
• оценить зависимость гидрохимических показателей от уровенного режима водного объекта и климатических параметров;
• прогнозирование изменений гидрохемических показателей во времени.
Объектом исследования данной выпускной квалификационной работы, является качество состояния вод Куйбышевского водохранилища.
Предметом исследования выступает динамика гидрохимического и морфометрического состояния водохранилища за последние 6 лет
При написании работы были использованы результаты проведенных исследований гидрохимической лаборатории ФГУ «Средволгаводхоз», данные с гидропоста Верхний бьеф Жигулевской ГЭС, монографии, статистические данные, картографические данные, а также методические указания по комплексной оценке качества воды в поверхностных водоемах.
Выражаю огромную благодарность преподавателю кафедры экологии ландшафтов, доценту Мозжерину Вадиму Влидимировичу., а также преподавателю кафедры географии и картографии, кандидату географических наук, доценту Курбановой Сание Гасимовне за ценные замечания и практическую помощь в написании выпускной квалификационной работы.
Необходимость изучения состояния вод, сложившееся на сегодняшний день в акваториях водоемов, испытавших наибольшую антропогенную нагрузку, не вызывает сомнений. В Европейской части России самым крупным, искусственно созданным водоемом является Куйбышевское водохранилище. За время его существования в пределах акватории и береговой зоны произошли значительные изменения, вызванные природными и антропогенными факторами. Природные процессы осложняются в большей степени при серьезном вмешательстве человека, усиливая целый ряд негативных явлений (загрязнение обширных участков акватории, размыв и разрушение берегов и т.п.). Все это приводит к ухудшению качества воды (водохранилище - основной источник питьевой воды для многих городов и населенных пунктов, в том числе таких крупных как г. Казань, Ульяновск), разрушение экосистем, ведущее к исчезновению отдельных видов флоры и фауны, рост заболеваемости и смертности. Таким образом, для обеспечения себя и будущего поколения благоприятными условиями существования, обеспечения коренного улучшения санитарно-экологической обстановки, требуется принятие неотложных мер.
Своевременные и точные данные о качестве воды служат основой для регулирования деятельности водопользователей, обеспечение мероприятий по рациональному природопользованию, информирования соответствующих органов и население о возможных опасных ситуациях, связанных с использованием воды.
Под качеством воды в целом понимается характеристика её состава и свойств, определяющая её пригодность для конкретных видов водопользования.
Целью данной работы является выявление закономерности изменения качества состояния воды на Куйбышевском водохранилище за период с 2010-2015 гг.
Для достижения поставленной цели было необходимо выполнить следующие задачи:
• рассмотреть историю формирования среднего течения долины реки Волги, и общегеографическую характеристику бассейна водохранилища;
• рассмотреть динамику гидрохимического и гидрологического режима водохранилища (изменение гидрохимических, морфометрических и климатических параметров) за последние 6 лет;
• оценить зависимость гидрохимических показателей от уровенного режима водного объекта и климатических параметров;
• прогнозирование изменений гидрохемических показателей во времени.
Объектом исследования данной выпускной квалификационной работы, является качество состояния вод Куйбышевского водохранилища.
Предметом исследования выступает динамика гидрохимического и морфометрического состояния водохранилища за последние 6 лет
При написании работы были использованы результаты проведенных исследований гидрохимической лаборатории ФГУ «Средволгаводхоз», данные с гидропоста Верхний бьеф Жигулевской ГЭС, монографии, статистические данные, картографические данные, а также методические указания по комплексной оценке качества воды в поверхностных водоемах.
Выражаю огромную благодарность преподавателю кафедры экологии ландшафтов, доценту Мозжерину Вадиму Влидимировичу., а также преподавателю кафедры географии и картографии, кандидату географических наук, доценту Курбановой Сание Гасимовне за ценные замечания и практическую помощь в написании выпускной квалификационной работы.
Куйбышевское водохранилище было создано для накопления и регулирования стока, последующего использования воды для водохозяйственных, транспортных и других нужд. Оно располагается в среднем течении долины реки Волги, постройка гидроузла Жигулевской ГЭС на данном участке имела ряд преимуществ: данная территория идеально подходила для строительства ГЭС, так как водораздел со всех сторон окружен возвышенными участками, что позволяет сократить территорию затопления, также на данном участке располагаются крупные промышленные города, которые пользуются водами водохранилища для хозяйственно-питьевых, рыболовных и промышленных целей.
В своих трудах исследователи П.Ю. Переведенцев, М.А. Верещагин, К.М. Шанталинский, и другие, сотрудники кафедры метеорологии и климатологии Казанского Федерального Университета, неоднократно отмечали, среднегодовые температуры воздуха при создании водохранилища, по сравнению с периодом до зарегулирования, повысились на 0,3-0,5°С. Таким образом, микроклимат в районе водохранилища после зарегулирования русла Волги изменился в сторону смягчения климатических параметров.
В данной работе был проведен анализ зависимости уровенного режима Куйбышевского водохранилища от климатических характеристик за последние 6 лет. Данные исследования показали, что динамика морфометрических показателей тесно связана, во-первых с температурным режимом, во-вторых с количеством осадков, и в третьих с уровнем сброса вод на гидроузле Жигулевской ГЭС. В связи с тем, что 2010 год был аномально засушливым годом, в течение этого года количество осадков выпавших за весенне-летний период был минимальным (69,7 мм.), высокие температуры и малое количество осадков послужило снижению уровня вод на водохранилище. Что повлияло на последующие года, в 2011 году уровни водохранилища в начале года были ниже МПУ (49,00) и в течении всего года не превышали НПУ (53,00 м), это связано с тем, что уровни грунтовых вод из за засухи в 2010 году были низкими, и водохранилище не получало подземного питания.
Также на уровни водохранилища влияют показатели суммарного притока в водохранилище и сброс воды с гидроузла Жигулевской ГЭС. Самые максимальные значения суммарного притока воды наблюдаются в период весенне-летнего половодья, а самые минимальные в период летнее-осенней и зимней межени. Например, самый минимальный приток в период весенне¬летнего половодья наблюдался в 2015 году, а также из общего графика выделяется гидрограф 2012 года в ноябре-декабре месяце, когда наблюдалось повышение суммарного притока воды, это было связано с увеличением количества выпавших атмосферных осадков (159 мм).
Увеличение притока вод в водохранилище обуславливает увеличение сброса воды на гидроузле ГЭС. Режим сработки воды на водохранилище проводится для поддержания оптимального уровня воды в водохранилище, а также в зимний период для подготовки водоема к приему талого стока в весенне-летнее половодье.
Нельзя не упомянуть об отрицательной стороне антропогенного воздействия на водный объект. Существенную роль в изменении качества воды играют сточные воды очистных сооружений химических и нефтехимических предприятий крупных городов, предприятий сельскохозяйственной отрасли и взвешенные загрязняющие вещества добывающей промышленности расположенных в береговой зоне водохранилища. Загрязняющие вещества поступают в Куйбышевское водохранилище также путем трансграничного переноса по Волге и Каме, с водой притоков, с атмосферными осадками и грунтовыми водами.
В ходе написания выпускной квалификационной работы были обработаны данные по гидрохимическому составу воды Куйбышевского водохранилища с 2010 по 2015 годы. Эти данные были предоставлены Федеральным государственным учреждением по водному хозяйству «Средволгаводхоз». Для удобства изучения качественного состава вод территория Куйбышевсого водохранилища была разделена на четыре участка: первый участок от гидроузла Чебоксарской ГЭС до г. Казань, второй участок от г. Казань до поселка городского типа Камское Устье, третий участок от устья р. Камы до пгт. Камское Устье, четвертый участок от пгт. Камское Устье до гидроузла Жигулевской ГЭС.
Из проведенного анализа можно сделать ряд выводов:
• Самым загрязненным участком, является участок II, от г. Казани до пгт Камское Устье. На данном участке за последние 6 лет отмечены наибольшие среднегодовые концентрации фенолов (превышение ПДК в 2600 раз), марганца (превышение ПДК в 126 раз), железа (превышение ПДК в 12 раз), меди (превышение ПДК в 3 раза);
• Химическими элементами, превышающими нормы предельно¬
допустимых концентраций, являются летучие фенолы (на III участке наблюдения превышения норм ПДК в 2800 раз), марганец (на II участке наблюдения превышения норм ПДК в 126 раз);
• Концентрации загрязняющих веществ в воде Куйбышевского водохранилища зависят не только от антропогенного воздействия человека (сброса вод очистных сооружений предприятий, дождевых стоков сельхозугодий и ферм, расположенных по берегам водохранилища), но и от уровенного режима водохранилища. Чем ниже уровенные характеристики водохранилища, тем выше концентрации химических веществ в воде, и наоборот.
Какие изменения состояния качества вод в Куйбышевском водохранилище будут в дальнейшем? Динамика гидрохимических показателей водохранилища может остаться на прежнем уровне, может также измениться также в худшую сторону. Все зависит оттого, какие климатические условия в дальнейшем будут на территории водохранилища, а также от антропогенной нагрузки на водные ресурсы.
В своих трудах исследователи П.Ю. Переведенцев, М.А. Верещагин, К.М. Шанталинский, и другие, сотрудники кафедры метеорологии и климатологии Казанского Федерального Университета, неоднократно отмечали, среднегодовые температуры воздуха при создании водохранилища, по сравнению с периодом до зарегулирования, повысились на 0,3-0,5°С. Таким образом, микроклимат в районе водохранилища после зарегулирования русла Волги изменился в сторону смягчения климатических параметров.
В данной работе был проведен анализ зависимости уровенного режима Куйбышевского водохранилища от климатических характеристик за последние 6 лет. Данные исследования показали, что динамика морфометрических показателей тесно связана, во-первых с температурным режимом, во-вторых с количеством осадков, и в третьих с уровнем сброса вод на гидроузле Жигулевской ГЭС. В связи с тем, что 2010 год был аномально засушливым годом, в течение этого года количество осадков выпавших за весенне-летний период был минимальным (69,7 мм.), высокие температуры и малое количество осадков послужило снижению уровня вод на водохранилище. Что повлияло на последующие года, в 2011 году уровни водохранилища в начале года были ниже МПУ (49,00) и в течении всего года не превышали НПУ (53,00 м), это связано с тем, что уровни грунтовых вод из за засухи в 2010 году были низкими, и водохранилище не получало подземного питания.
Также на уровни водохранилища влияют показатели суммарного притока в водохранилище и сброс воды с гидроузла Жигулевской ГЭС. Самые максимальные значения суммарного притока воды наблюдаются в период весенне-летнего половодья, а самые минимальные в период летнее-осенней и зимней межени. Например, самый минимальный приток в период весенне¬летнего половодья наблюдался в 2015 году, а также из общего графика выделяется гидрограф 2012 года в ноябре-декабре месяце, когда наблюдалось повышение суммарного притока воды, это было связано с увеличением количества выпавших атмосферных осадков (159 мм).
Увеличение притока вод в водохранилище обуславливает увеличение сброса воды на гидроузле ГЭС. Режим сработки воды на водохранилище проводится для поддержания оптимального уровня воды в водохранилище, а также в зимний период для подготовки водоема к приему талого стока в весенне-летнее половодье.
Нельзя не упомянуть об отрицательной стороне антропогенного воздействия на водный объект. Существенную роль в изменении качества воды играют сточные воды очистных сооружений химических и нефтехимических предприятий крупных городов, предприятий сельскохозяйственной отрасли и взвешенные загрязняющие вещества добывающей промышленности расположенных в береговой зоне водохранилища. Загрязняющие вещества поступают в Куйбышевское водохранилище также путем трансграничного переноса по Волге и Каме, с водой притоков, с атмосферными осадками и грунтовыми водами.
В ходе написания выпускной квалификационной работы были обработаны данные по гидрохимическому составу воды Куйбышевского водохранилища с 2010 по 2015 годы. Эти данные были предоставлены Федеральным государственным учреждением по водному хозяйству «Средволгаводхоз». Для удобства изучения качественного состава вод территория Куйбышевсого водохранилища была разделена на четыре участка: первый участок от гидроузла Чебоксарской ГЭС до г. Казань, второй участок от г. Казань до поселка городского типа Камское Устье, третий участок от устья р. Камы до пгт. Камское Устье, четвертый участок от пгт. Камское Устье до гидроузла Жигулевской ГЭС.
Из проведенного анализа можно сделать ряд выводов:
• Самым загрязненным участком, является участок II, от г. Казани до пгт Камское Устье. На данном участке за последние 6 лет отмечены наибольшие среднегодовые концентрации фенолов (превышение ПДК в 2600 раз), марганца (превышение ПДК в 126 раз), железа (превышение ПДК в 12 раз), меди (превышение ПДК в 3 раза);
• Химическими элементами, превышающими нормы предельно¬
допустимых концентраций, являются летучие фенолы (на III участке наблюдения превышения норм ПДК в 2800 раз), марганец (на II участке наблюдения превышения норм ПДК в 126 раз);
• Концентрации загрязняющих веществ в воде Куйбышевского водохранилища зависят не только от антропогенного воздействия человека (сброса вод очистных сооружений предприятий, дождевых стоков сельхозугодий и ферм, расположенных по берегам водохранилища), но и от уровенного режима водохранилища. Чем ниже уровенные характеристики водохранилища, тем выше концентрации химических веществ в воде, и наоборот.
Какие изменения состояния качества вод в Куйбышевском водохранилище будут в дальнейшем? Динамика гидрохимических показателей водохранилища может остаться на прежнем уровне, может также измениться также в худшую сторону. Все зависит оттого, какие климатические условия в дальнейшем будут на территории водохранилища, а также от антропогенной нагрузки на водные ресурсы.