1.2.2. Определение экологического стока

Экологический сток- это часть естественного речного стока, предназначенного для сохранения условия устойчивого развития речной системы.

Требование к предъявляемые к экологическому стоку:

• изменчивость во времени;

• обеспеченность необходимых жизненного пространства гидробионтами.

Объемы экологического стока, определяются « заданной степенью сохранности».

Он должен удовлетворять следующим условиям:

• Обеспечивать достаточный объем воды как жизненного пространства для водной бионты;

• Должен быть переменным во времени;

• Обеспечивать сохранение параметров водного потока в пределах их оптимальных значений.

Фактический сток удовлетворяющий допустимую степень сохранности, приниматься в качестве экологического.

где: - допустимое безвозвратное водопотребление.

1.2.3. Оценка изменения годового стока реки в результате антропогенного действия на водосборную площадь

Антропогенная деятельность на водосборной площади приводит к изменению условий формирования стока, поэтому оказывает косвенное воздействие на объемы речного стока. В данном курсовом проекте, оцениваем влияние агротехнических мероприятий на изменение годового стока. Это позволяет учесть изменение стока реки при проведении водно-балансовых расчетов.

Величина изменения годового стока определяется для условий:

1) расчетная обеспеченность по стоку 75 и 95%;

2) зона – лесостепная;

3) средняя глубина залегания грунтовых вод на сельскохозяйственных угодьях составляет 5 м;

4) почвы супесчаные, уклон водосборной площади в пределах сельскохозяйственных угодий составляет I=4,3 ;

5) относительная площадь сельскохозяйственных угодий (распаханность) составляет f_пашн.= 0,43. Имея вышеуказанные данные, воспользуемся следующей зависимостью:

W = (0,007∙O_c∙H^0,4∙((1,92/(Н+1)°^,45)-0,02)∙K_wp·K_w·K"_w·f_n) +

+ (0,11·O_c·Н°^,27 ·((1,42/(Н+1)°^,45) – 0,02))·К_wp·K_j·K_w∙f_n - (4)

- (0,78∙(S+x)∙(0,01∙I^0,61 +0,02)/(0,1∙I+1)^0,56 )∙К _yp∙K'_y∙K"_y∙ K_xy ∙f_n -

- (0,01∙I^0,61+ 0,02)∙(S +x)∙1,2∙K_yp∙K'_y∙f_n,

где О_с- среднегодовое количество осадков, мм (О_с =610 мм);

H- глубина залегания грунтовых вод, м; H= 5 м.;

K_wp К _yp - соответственно, коэффициенты для оценки изменения грунтового и склонового стока заданной вероятности превышения, определяемые в соответствии с таблицей 1.5.

Таблица 1.5

Значения коэффициентов K_wp /К _yp

Природная зона	Обеспеченность, %
	5	10…25	50	75…90	95
Лесостепная	0,7/0,4	0,7/0,5	1/1	0,6/0,5	0,5/0,6

Принимаем для лесостепной зоны:

- при 75% обеспеченности: K_wp = 0,6 и К _yp =0,5;

- при 95% обеспеченности: K_wp = 0,5 и К _yp =0,6.

K_w, K'_y - соответственно, коэффициенты, учитывающие влияние механического состава почвогрунтов на изменение грунтового и склонового стока, принимаемые по таблице1.6.

Таблица 1.6

Значения коэффициентов K_w и K'_y

Природная зона	Kw	K'y
Лесостепная	0,59∙Н0,22	0,85-0,003∙I

Принимаем: K_w =0,84 и K'_y =0,847.

K"_w, K"_y - коэффициенты, учитывающие влияние агротехники:

- для супеси принимаем K"_w =1,2 и K"_y =2,0 (в соответствии с рекомендациями, приведенными в методических указаниях по выполнению курсового проекта).

K_xy - коэффициент, учитывающий водность района в пределах природной зоны, K_xy =0,9.

f_пашн - относительная площадь сельскохозяйственных угодий, в долях от площади бассейна реки (распаханность), f_пашн = 0,43

S- запас воды в снеге на сельскохозяйственных угодьях, мм. Данная величина принимается по таблице 1.7.

x- количество осадков за период склонового стока (табл. 1.7), мм.

Таблица 1.7

Значения параметров S и x, мм

Природная зона	S	x
Лесостепная	70…100	0,4∙S

Принимаем: S=130 мм, x= 52 мм.

K_j - коэффициент, учитывающий влияние уклона склона в пределах сельскохозяйственных угодий, K_j =1,0 при I<20 .

Подставив имеющиеся данные в формулу (4), получим:

а) Для года 75% обеспеченности:

W_75% = (0,007∙610∙5^0,4∙((1,92/(5+1)°^,45)-0,02)∙0,6·0,84·1,2·0,43) +

+ (0,11·610·5°^,27 ·((1,42/(5+1)°^,45) – 0,02))·0,6·1,0·1,2∙0,43 -

- (0,78∙(80+32)∙(0,01∙0,93^0,61 +0,02)/((0,1∙0,93+1)^0,56 )∙0,5∙0,847∙2* 0,9 ∙0,43 -

- (0,01∙0,93^0,61+ 0,02)∙(130+52)∙1,2∙0,5∙0,847∙0,43=12,36 мм

б) Для года 95% обеспеченности:

W_95% = (0,007∙610∙5^0,4∙((1,92/(5+1)°^,45)-0,02)∙0,5·0,84·1,2·0,43) +

+ (0,11·610·5°^,27 ·((1,42/(5+1)°^,45) – 0,02))·0,5·1,0·1,2∙0,43 -

- (0,78∙(130+52)∙(0,01∙0,93^0,61 +0,02)/(0,1∙0,93+1)^0,56 )∙0,6∙0,847∙2∙ 0,9 ∙0,43 -

- (0,01∙0,93^0,61+ 0,02)∙(130 +52)∙1,2∙0,6∙0,847∙0,43=7.61 мм

По результатам проделанного выше расчета, можно сделать заключение о том, что в результате агротехнических мероприятий проводимых на водосборе величина изменения объема годового стока составляет соответственно для года 75% обеспеченности 9,37мм, а для года 95% обеспеченности 5,23 мм.

Величина изменения объёмов годового стока для засушливого и острозасушливого года не превышает 10 мм. Знак плюс говорит об увеличении величины стока.

Проведем оценку существенности влияния агротехнических мероприятий по формуле:

, где

W_p- годовой объем речного стока соответствующей обеспеченности, млн. м³;

F _с/х- площадь сельскохозяйственных угодий на водосборе,

F _с/х = 0,43·1610=692.3 км².

Таким образом, имеем:

- для года 75% обеспеченности: ;

- для года 95% обеспеченности: .