Опыт эксплуатации водохранилищ
Новосибирское водохранилище образовалось в 1959 году после возведения плотины Новосибирского гидроузла, створ которой располагается на расстоянии 2986 километров от устья р. Оби и на 679 километров ниже слияния рек Бии и Катуни.
Водохранилище занимает территорию Новосибирского, Искитимского, Ордынского районов Новосибирской области и Каменского, Крутихинского районов Алтайского края.
Водохранилище руслового типа. Проект подготовки водохранилища разработан Ленинградским отделением института Гидроэнергопроект в 1951 году. Наполнение водохранилища началось в 1956 году, отметка НПУ достигнута в 1959 году.
Полезная емкость водохранилища позволяет осуществлять неглубокое сезонное регулирование. Водные ресурсы водохранилища Новосибирской ГЭС используется для целей водоснабжения городов Новосибирска и Бердска, водного транспорта, энергетики, сельского хозяйства, рыбного хозяйства, рекреации.
Подпор от плотины распространяется вверх по р. Оби на 203 километра, по р. Берди на 50 километров вверх по течению.
Таблица 2.11 - Морфометрические характеристики и характерные уровни
| №№ пп | Наименование | Величина | ||
| 1 | Длина водохранилища, км | 182 | ||
| 2 | Ширина, км: - максимальная - средняя | 22 5,4 | ||
| 3 | Глубина, м: - максимальная - средняя | 18,0 8,2 | ||
| 4 | Объем водохранилища, км3: - полный при НПУ - полезный | 8,8 4,4 | ||
| 5 | Протяженность береговой линии, км | 800 | ||
| 6 | Площадь зеркала, км2: -при НПУ -при УМО | 1090 700 | ||
| 7
| Отметки уровней воды: | |||
| - нормальный подпорный уровень, м | 113,5 | |||
| - ежегодный форсированный (до 1 сентября) уровень для обеспечения навигационных попусков 1300м3/с, м | 113,7 | |||
| - форсированный в половодье вероятностью превышения 0,01% + ∆, м | 115,7 | |||
| 8 | Уровень мертвого объема – УМО, м | 108,5 | ||
| 9 | Минимальный навигационный уровень, м | 110,0 |
В настоящем подразделе приведены данные из монографии «Россия: социально-экологические водные проблемы» серии «Вода России»: «Социально экологические водные проблемы».
Характерной чертой современной экономики является сосредоточение крупных производств в отдельных районах и городах, а значит, и высокая концентрация здесь населения, жилищного фонда, предприятий инфраструктуры. Водообеспечение таких агломераций возможно из крупных источников, а там, где их нет, - из водохранилищ. Поэтому строительство водохранилищ остается актуальным и в ближайшем будущем. Только водохранилища в состоянии создать условия для устойчивого водопользования, снять дефицит в энергоснабжении крупных промышленных районов, обеспечить водоохранные попуски в речных системах.
|
|
|
Способность рек к самоочищению значительно снизилась и накопление ингредиентов загрязнения происходит как раз в водохранилищах. Даже если по какой-то невероятной причине непосредственный сброс загрязнений в реки прекратится, поверхностный сток еще долгие годы останется загрязненным. К тому же процессы самоочищения, например в условиях Сибири, возможны только в течение 1,5 – 3 месяцев в году, т.е. являются второстепенным фактором формирования качества воды.
Таким образом, изначально в чаше водохранилища происходит накопление не только веществ, свойственных данной геохимической структуре водосбора, но и веществ антропогенного происхождения. Для рек, протекающих через промышленно освоенные территории Сибири, это нефтепродукты, фенолы, хлорорганические соединения, нитратный и аммонийный азот, тяжелые металлы, легкоокисляемые органические вещества и пр. В меженные периоды на фоне низких расходов в реках такое загрязнение создает затруднения для коммунального и промышленного водоснабжения крупных центров.
Водохранилища вызывают изменения различных компонентов окружающей природной среды, водохозяйственной деятельности и условий жизни населения. Для природной среды наиболее серьезные отрицательные последствия связаны с переформированием земель и береговой линии, изменением растительности, микроклимата, условий обитания и размножения животных и рыб в зоне влияния водоема, накопление загрязнений и наносов в акватории, в некоторых случаях – с активизацией тектонических процессов. Проследить, спрогнозировать и учесть эти изменения позволяет сравнительный анализ указанных процессов на водоемах-аналогах, выбранных для соответствующих геофизических, климатических и геохимических зон. Выбор и утверждение опорных аналогов-эталонов в Российской Федерации, к сожалению, не осуществлены до сих пор, что сдерживает решение проблемы.
|
|
|
В настоящее время при создании водохранилищ преследуется такие основные цели:
· перераспределение стока во времени, особенно в маловодные годы, создание водных акваторий и стабильных условий для судоходства;
· улучшение условий для водоснабжения населения (особенно в маловодные годы) и развития рекреации;
· улучшение природных условий прилегающих территорий (смягчение климата, водное благоустройство и др.).
В настоящее время в условиях напряженного водохозяйственного баланса в Западной Сибири нередко происходит смена «лидера», получающего право на первоочередное удовлетворение запросов на воду. В использовании Новосибирского водохранилища приоритет получили ирригация (Кулундинский канал), сельскохозяйственное и коммунальное водоснабжение. Красноярское водохранилище также все больше эксплуатируется в целях водоснабжения, орошения и создания условий для стабильного судоходства по Енисею. Такая корректировка первоначального назначения водохранилища (обеспечение интересов энергетики) позволила повысить эффективность использования его водных ресурсов. Разрабатываются планы по расширению использования Саяно-Шушенского водохранилища, где при 40 – метровых колебаниях уровня воды возможно локальное регулирование заливов с помощью дамб-шлюзов для интенсивного рыбоводства, восстановления плодородия засушливых земель и развития сельскохозяйственного производства.
|
|
|
Крупные водохранилища, построенные при гидроэлектростанциях, составляют основу водохранилищного фонда России.
Гидроэнергетика является наиболее экологически чистым источником энергии, имеющим важное значение в энергетическом балансе страны. Расчеты показывают, что основные гидроэнергетические ресурсы позволяют почти на 17% сократить возможные выбросы от электроэнергетики, а это 1,24 млн. тонн окислов серы, 1 млн. тонн азота, 1,1 млн. тонн золы, 195,4 млн. тонн окиси углерода. По оценке ряда зарубежных исследователей, снижение выбросов в атмосферу при выработке на тепловой угольной ТЭС 1млрд. кВт•ч электроэнергии предотвращает заболевание и смертность 100 - 200 человек.
В верхнем бьефе водохранилищ, помимо затопления, одним из самых серьезных негативных последствий создания водохранилищ, влияющим на размеры потерянных земель, формирования чаши и качество воды водоемов, является переформирование берегов. Наблюдения показывают, что наиболее интенсивно этот процесс развивается в первые годы существования водохранилищ. При этом на водохранилищах с постоянным уровенным режимом в межледовый период переформирование берегов резко усиливается, а затем относительно быстро затухает. При переменном уровне в первые годы наблюдается относительно медленное развитие процесса и еще боле медленное его затухание.
Абразивные процессы переформирования берегов достаточно сильны на водохранилищах Волжско-Камского каскада ГЭС, где абразионные берега составляют от 9 до 60% протяженности береговой линии водохранилищ. Обрушаемые берега на Братском, Красноярском и Иркутском водохранилищах составляют соответственно 20, 30 и 60% от общей длины береговой линии.
Существенное влияние на переформирование берегов оказывает принятие при эксплуатации водохранилищ нового режима регулирования стока. Характерным примером в этом плане может служить Новосибирское водохранилище, на котором длина абразивных берегов составляла 41% от периметра. Повышение НПУ всего на 20 сантиметров привело к резкой активизации процессов.
Опыт показывает, что хотя многие водохранилища были созданы более 30 лет тому назад, процессы переформирования берегов на них продолжаются.
В снижении негативных последствий, связанных с затоплением земель и переформированием берегов, большую роль играет инженерная защита. Основным и наиболее дорогим сооружением инженерной защиты являются дамбы обжатого профиля с бетонным креплением. Их стоимость составляет 70 - 80% от общих капиталовложений в объекты инженерной защиты, а стоимость крепления откосов – около 40% от стоимости дамб.
Формирование берегов водохранилищ происходит в результате воздействия ряда факторов, которые подразделяются на унаследованные (характер залегания слоев, литологический состав пород, трещиноватость, степень выветривания, морфология береговой зоны, современные геологические процессы, гидрогеологические условия и др.) и приобретенные (водные массы, ветровое волнение, уровенный и ледовый режим, микроклиматические условия).
Главными факторами, определяющими характер и величину переработки берегов, являются:
· уровенный режим водохранилища (амплитуда колебания для верхней и нижней границы абразии, снижение сопротивляемости пород размыву и устойчивость склона в целом);
· морфологические параметры, вводно-энергетические показатели, геолого-литологическое строение.
Прогноз переработки берегов важен для освоения прибрежной зоны, размещения населенных пунктов, проектирования инженерно-технических сооружений.
В настоящее время берегоукрепительные работы ведутся на водохранилищах Волжско-Камского каскада и сибирских рек. Однако из-за высокой стоимости конструкций удается закрепить берега только на участках, примыкающих к населенным пунктам, промышленным предприятиям и коммуникациям. Многие действующие берегоукрепительные сооружения постепенно разрушаются, а новые строятся исключительно медленно.
Одним из важнейших показателей, характеризующих возможность эффективного использования водохранилищ, является качество воды.
Существенно влияет на эффективность использования водохранилищ избыточное «цветение» воды. Оно создает затруднения для питьевого и технического водоснабжения, приводит к заморным явлениям, способствует возникновению аллергических заболеваний, снижает рекреационную ценность водохранилищ. Основными факторами, вызывающими «цветение» воды, являются большое количество поступающих в водохранилища биогенных веществ, в частности фосфора и азота, наличие мелководий, прогрев водных масс (до температуры 20 - 27○С), замедленный водообмен, небольшие скорости течения (менее 0,1 – 0,2 м/с). Выполненные Институтом гидробиологии РАН фундаментальные исследования позволили изучить механизм этого процесса и рекомендовать методы борьбы с ним – механический, биологический и химический. Однако в последствии пришлось признать, что предлагаемые способы неэффективны и приводят лишь к локальному улучшению. Для того чтобы резко сократить поступление биогенных веществ в водохранилище, необходимо проводить эффективные и долговременные водоохранные мероприятия в пределах всей водосборной площади.
Регулирование стока водохранилищами влияет на гидрологический режим рек и, как следствие, на природно-хозяйственные условия в нижних бьефах гидроузлов. К числу наиболее существенных относятся изменения водного, термического, ледового, газового, гидрохимического и гидробиологического режимов, а также твердого стока. Они в свою очередь оказывают влияние на характер постоянных и временных затоплений, переформирование берегов и дна, гидрогеологические условия, состояние почвенного покрова, растительности и животного мира на прилегающей к реке территории.
Для снижения или ликвидации негативного влияния в нижнем бьефе выполняются те же мероприятия, что и в верхнем.
Основные положительные социально-экономические эффекты создания водохранилищ:
· строительство новых благоустроенных поселений;
· создание новой инфраструктуры региона, включая учреждения социально- культурной сферы;
· снижение оттока населения;
· рост заработной платы местного населения;
· формирование контингента специалистов из числа местных жителей;
· создание строительной базы, которая частично, а потом и полностью может быть использована в интересах местных жителей;
· снижение остроты жилищной проблемы, улучшение транспортных коммуникаций, увеличение надежности энергоснабжения, создание подсобных хозяйств для производства питания;
· повышение возможности использования рекреационного потенциала;
· рост налоговых отчислений в местный бюджет от строительства, увеличение денежного оборота в районах, примыкающих к строящемуся объекту.
Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 461; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!