6.9. Наблюдения за ледовым режимом (

I

Наблюдения за ледовой обстановкой на реках гидрологические станции и посты ведут ежедневно или один раз в 3...5 дней в зави­симости от характера развития ледовой обстановки на участке ре­ки протяженностью 0,2...2,0 км. При этом отмечаются условия и сроки образования и разрушения ледяного покрова, рост толщины льда, характер поверхности льда, наличие снега и его толщина, об­разование внутриводного льда и шуги.

Характер ледяного покрова, ледовая обстановка в целом, раз­меры заберегов и закраин, густоту ледохода в долях единицы а оце­нивают глазомерно.

Если лед идет не по всей ширине реки, то отмечается часть ре­ки, занимаемая льдом, в долях единицы р и его густота в этой час­ти. Произведение k=afi(k<\,Q) называют коэффициентом ледохо­да, который дает суммарную оценку явления.

Толщину льда измеряют в лунках специальной ледоснегомерной рейкой.

Для определения расхода льда (м³/с) во время ледохода может быть использована формула

(6.22)

где k — коэффициент ледохода; ft, — толщина льдин, м, определен­ная как среднее по измерениям толщины 5...10 крупных льдин, вы­толкнутых на берег; v, — средняя скорость движения льдин, м/с, которая определяется как среднее арифметическое из скоростей от­дельных льдин; В — ширина реки, м.

На морях наблюдения за ледовой обстановкой ведут со спутни­ков, самолетов (вертолетов), судов и береговых пунктов. Все эти способы имеют свои достоинства и недостатки. Несмотря на широ­кие возможности первых трех способов, они не позволяют опреде­лить физические и механические свойства льда, что чрезвычайно важно для строительства и эксплуатации гидротехнических соору­жений. Поэтому наряду с развитием и совершенствованием этих способов наблюдения за ледовой обстановкой с берега являются необходимой составной частью комплексного наблюдения за ледо­вым режимом моря.

206

Глава 7

KOJW^njlEKCHOE ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ

7.1. Использование водных ресурсов в народном хозяйстве

Сразу же после Великой Октябрьской социалистической рево­люции перед молодой республикой наряду с другими государствен­ными задачами встал вопрос о рациональном и эффективном ис­пользовании водных ресурсов страны. Уже в 1918 г. были выделены средства на строительство Свирских и Волховской гидроэлектро­станций, на проведение оросительных работ в Туркестане. Как из­вестно, в 1920 г. по инициативе В. И. Ленина был пр-инят план ГОЭЛРО * — перспективный план электрификации страны. План составлялся из условия необходимости создания крупной промыш­ленности. В плане ГОЭЛРО впервые предусматривались наряду со строительством гидроэлектростанций улучшение условий водного транспорта, снабжение промышленности и сельского хозяйства не только энергией, но и водой. Таким образом, планом ГОЭЛРО впервые предусматривалось комплексное использование водных ре­сурсов.

В настоящее время комплексное использование водных ресур­сов, т. е. их использование для удовлетворения потребностей ряда отраслей народного хозяйства с учетом перспективы развития, осу­ществляется, как правило, при водохозяйственном строительстве на любом достаточно крупном водотоке. Плановое ведение хозяй­ства в нашей стране позволяет учитывать интересы всех водопотре-бителей и водопользователей. Планируя перспективное развитие народного хозяйства, государственные органы уделяют большое внимание водохозяйственным комплексам, понимая под этим со­циально-экономические и технологические мероприятия по исполь­зованию водных ресурсов в интересах планомерного развития участников этого комплекса. Участниками водохозяйственных комп­лексов являются водоснабжение, водоотведение, гидроэнергетика, гидротехническая мелиорация, водный транспорт и лесосплав, рыб­ное хозяйство, здравоохранение и водный туризм.

В современных условиях водохозяйственные комплексы проек­тируют и строят с учетом обеспечения потребности всех участни­ков комплекса в воде в необходимом количестве и должного ка­чества; охраны окружающей среды; гарантии надежности всех со­оружений комплекса; обеспечения наиболее высокой экономической эффективности для всех участников. Однако удовлетворить запросы всех участников комплекса в ряде случаев представляется затруд­нительным, поскольку интересы участников могут противостоять друг другу. Например, интересы водного транспорта и сельского хо-

Государственная комиссия по электрификации России.

207

зяйства требуют в одно и то же время максимальных изъятий воды из водохранилища соответственно на поддержание судоходных глубин в нижнем бьефе и интенсивный полив в вегетативной пе­риод; попуски для оводнения рыбных нерестилищ снижают вы­работку электроэнергии, осушение болот уменьшает водность реки.

При проектировании и строительстве водохозяйственных комп­лексов степень удовлетворения запросов их участников должна предусматриваться исходя из принципа приоритетности, как это трактуется в «Основах водного законодательства Союза CQP и со­юзных республик». Приоритет всегда предоставляется хоз|шствен-но-питьевому водоснабжению; приоритет прочих видов испрльзова-ния воды определяется на основе технико-экономических расчетов; при этом на водных объектах, имеющих особо важное рыбохозяй-ственное значение, могут вводиться ограничения на прочие виды во­допользования (кроме хозяйственно-питьевого).

В простейшем случае приоритетность определяется физико-гео­графическими условиями региона. Так, если в регионе с севера на юг уменьшаются водные запасы и одновременно возрастает необ­ходимость в орошении сельскохозяйственных угодий, то на севере региона в первую очередь следует удовлетворить запросы водо­снабжения и гидроэнергетики, на юге — сельского хозяйства.

Указанные изменения в запасах водных ресурсов характерны для европейской части нашей страны. Но решить в этом случае задачу удовлетворения участников комплекса в воде с такой одно­значностью, как указано в примере, не представляется возможным. Действительно, с продвижением с севера на юг в европейской части страны водные ресурсы уменьшаются, а потребность в воде для орошения увеличивается. Однако в данном случае на юге находятся крупные промышленные густонаселенные районы. Поэтому необхо­димо удовлетворить примерно в одинаковой степени основных участников водохозяйственных комплексов (водоснабжение населе­ния и промышленности, гидроэнергетика, сельские хозяйства). Рас­четы показывают, что потребление воды на ближайшую перспекти­ву будет превышать водные ресурсы этого региона. В этом случае следует предусмотреть мероприятия по экономии воды: переход к другим источникам энергии, внедрение замкнутого цикла водооборо-та, повторного и последовательного использования воды рядом про­изводств, новой технологии изготовления промышленной продукции с малым потреблением воды, строительство мощных очистных со­оружений с использованием очищенной воды в промышленности.

За годы Советской власти построены крупные водохозяйствен­ные комплексы, такие, как каскад гидроэлектростанций на Волге и Каме, Днепре и Дону, крупнейшие в мире ГЭС на Енисее и Ан­гаре, канал имени Москвы, Волго-Донской судоходный канал и др. При этом одновременно решались вопросы энергетики, водного транспорта, водоснабжения, орошения, рекреации.

На период до 2000 г. предусматривается широкая программа во­дохозяйственного строительства.

208

7\2. ВОДОСНАБЖЕНИЕ И ВОДООТВЕДЕНИЕ

Снабжение водой населения и промышленности, причем водой, отвечающей требованиям санитарных норм, является важнейшей народнохозяйственной задачей. Водопотребление и связанный с этим отвод сточных вод в последние годы быстро растут, и в пер­спективе эта тенденция сохраняется.

ecj и в 1970 г. общий объем воды, находившейся в хозяйствен­ном использовании, составлял ~250 км³, а отбор свежей воды из ис-точникэв для хозяйственных нужд был ~80 км³, то в 1984 г. эти объемы соответственно составили 511,5 и 323,8 км³. Из общего объ­ема воды приходилось на сельское хозяйство ~ 160,1 км³ (31,5%), промышленность — 326,1 км³ (63,7%). Снабжение водой населения за последние годы по стране резко улучшилось; удельное водопо-требление на хозяйственно-бытовые нужды в настоящее время в среднем составляет 300 л в сутки на человека. Однако в сельской местности эта цифра значительно ниже. На 1980 г. 90% городов и населенных пунктов имели централизованный водопровод, но ряд городов централизованно снабжается частично; некоторые пред­приятия, особенно мелкие и средние, которых в стране достаточно много, потребляют питьевую воду, т. е. на технические нужды ис­пользуется вода высокого качества. На питьевые нужды 45% воды забирается из подземных источников, т. е. вода самого высокого ка­чества, и расходование ее в промышленности и сельском хозяйстве недопустимо.

В перспективе на 1990 г. удельное водопотребление в сутки на человека возрастет в среднем по стране до 420 л. С учетом роста народонаселения объем забора свежей воды для. хозяйственно-бы­товых нужд увеличится примерно в 1,8 раза. В среднем этот объем составляет примерно 0,9% от природных ресурсов, т. е. невелик, но в результате неравномерного распределения населения и размеще­ния промышленности по территории страны некоторые регионы ис­пытывают определенные затруднения в снабжении водой населе­ния и промышленности. В частности, это относится к южным райо­нам европейской части страны. Для решения этой проблемы мно­гое уже сделано: построен канал Северский Донец — Донбасс дли­ной 132 км и расходом 25 м³/с, канал Днепр — Кривой Рог длиной 76 км и расходом 35 м³/с. Строится крупный канал с забором воды из Днепра для снабжения Донбасса. В других районах страны, страдающих от недостатка воды (Южный Урал, Северный и Цент­ральный Казахстан), построены водохранилища, каналы, в том чис­ле такие крупные сооружения, как канал Иртыш — Караганда дли­ной 455 км и расходом 76 м³/с.

На нужды промышленности в 1980 г. потреблялось 180 км³, в том числе свежей воды из источников 47 км³ и в систе­ме оборотного водоснабжения 133 км³, т. е. 70%, что на 20% больше, чем в 1965 г. Внедрение оборотного водоснабжения

209

позволяет уменьшить забор свежей воды, объем промышленного стока и тем самым улучшить состояние водотоков, снизив степень их загрязнения, и уменьшить затраты на охрану водоемов от за­ грязнения. /

Безвозвратные потери в 1980 г. составили 4,1% от объема/заби­ раемой свежей воды. Опыт промышленных районов с широко раз­ витой системой оборотного водоснабжения показывает, что в пер­ спективе безвозвратные потери от объема свежей воды останутся на уровне 3,5 .4%. I

Особое место в водохозяйственных комплексах занимают теп­ловые и атомные электростанции, которые являются крупными по­требителями воды — в 1980 г. потребление воды (суммарное) ТЭС составило 39% от общего потребления воды промышленностью. Здесь водооборотное водоснабжение ниже, чем в промышленности в целом, и составляет 54%. Несмотря на ряд принимаемых мер по снижению объема используемой воды на ТЭС, по прогнозу тепло­энергетика в обозримой перспективе будет расходовать воды в 1,7... ...2,2 раза больше, чем в настоящее время.

Водоотведение непосредственно связано с потреблением воды на хозяйственные нужды и нужды промышленности. Канализация населенных пунктов отстает от их водоснабжения; общая длина ка­нализационных линий составляет примерно половину длины водо­проводных сетей, ряд предприятий сбрасывают сточные воды в об­щекоммунальные сети, что ухудшает степень очистки сплавных сточных вод и ведет к загрязнению водоемов.

Анализ современного состояния и перспектив развития водо­снабжения и водоотведения позволяет сформулировать основные задачи, решение которых необходимо в будущем: удовлетворение потребности в воде ряда промышленных районов на юге и в цент­ре европейской части страны, на Урале и в Западной Сибири, в За­кавказье и Средней Азии; сокращение потребления воды промыш­ленными предприятиями за счет внедрения систем оборотного, пов­торного и последовательного использования воды; сокращение удельного водопотребления на единицу выпускаемой продукции за счет изменения технологических схем производства и перехода на воздушное охлаждение оборудования, снижение расхода воды на промывку за счет грамотной эксплуатации теплообменников, совер­шенствования технологического оборудования и др.

С ростом объема сточных вод возникает необходимость в широ­ком строительстве очистных сооружений, повышении их производи­тельности и степени очистки сточных вод, внедрении новых спосо­бов очистки и т. д. Встает вопрос об использовании очищенных сточных вод, например в сельском хозяйстве, извлечении из остат­ков полезных составляющих, использовании теплых сточных вод ТЭС для рыбного хозяйства.

210

(.3. ГИДРОЭНЕРГЕТИКА

Гидроэнергетика является составной частью электроэнергетика, которая в общем потреблении энергоресурсов составляет примерно 25%. (Развитие электроэнергетики в последнее время происходит значительно быстрее, чем общее потребление энергоресурсов: уд­воение выработки электроэнергии происходит за 10 лет, в то врем^ как удвоение потребления всех энергоресурсов — за 20 лет. Опере?" жаюш!ее развитие электроэнергетики является одной из основ на-учно-т^хнической революции и важным условием ее реализаций-Электрификация сегодня — стержень строительства экономик** коммунистического общества, одно из важнейших направлений на­учно-технического прогресса. Развитие гидроэнергетики реализует­ся путем строительства гидроэлектростанций (ГЭС) и гидроакку'-мулирующих станций (ГАЭС). Важнейшей особенностью 1 ЭС яв­ляется использование ими возобновляемого источника энергии—^ энергии рек (гидроэнергии). В Советском Союзе сосредоточено 12°/£ мировых запасов гидроэнергии Энергетический потенциал сток^ рек Советского Союза относительно уровня моря, или уровня ба­зисов эрозии для замкнутых водоемов, составляет —3900 млр^.-

Таблица 7.1. Распределение технического и экономического потенциалов