Контрольные вопросы и задания

1. Раскройте понятие «водопользователи».

2. Назовите отрасли-водопотребители.

3. Что такое водоотведение?

4. Раскройте принципы и задачи управления водным хозяйством.

5. Перечислите показатели качества водных ресурсов и принципы их учета.

6. Что такое государственный мониторинг водных объектов?

7. Назовите цели, задачи и объекты водного кадастра.

Регулирование речного стока Введение

Водные объекты во всем их многообразии (реки, озера, моря и др.) с древнейших времен оказывают большое влияние на развитие человеческого общества. В одних случаях, когда стихийность режима природных вод (наводнение, обмеление, пересыхание рек) наносила тяжелые разрушения или вызывала бедствия, это влия­ние было тормозящим, в других – водные объекты благоприятствовали развитию ирригации, торговых отношений и т.п.

Постепенно приспосабливаясь к существующим водным условиям, человечество стало активно воздействовать на режим природных вод применительно к своим потребностям. Технический уровень гидротехнических мероприятий в различные эпохи отражал развитие производительных сил. Освоение рек и озер, происходившее во многих случаях наряду со строительством каналов и других гидросооружений, издавна играло важную роль в жизни многих стран.

Первые попытки регулировать сток предпринимались еще нашими предками: строились различные запруды, пруды и водоемы для целей сельского хозяйства: водоснабжения, орошения, лесо­сплава, помола зерна, водопоя скота и т.д. Следы такого рода регулирования стока обнаружены археологами в районах ранних цивилизаций (Египет, Ближний Восток) и относятся к III-IV тысячелетию до н.э.

В настоящее время, как и ранее, основным источником для удовлетворения потребностей населения и народного хозяйства в воде служат поверхностные водные ресурсы (сток рек). Однако наиболее полному и рациональному использованию речного стока препятствуют значительные годовые и многолетние колебания водности рек. Базировать обеспечение водой различных отраслей народного хозяйства на естественном резко изменчивом стоке можно лишь в очень ограниченных пределах. Естественный режим речного стока не совпадает по времени с требованиями, предъявляемыми различными отраслями народного хозяйства. Каждая отрасль хозяйства имеет свои специфические особенности (технологию, цикличность) и лимитирующие периоды. Регулирование стока рек является основным техническим приемом, позволяющим не только использовать водные ресурсы или приспособить их к планируемой отдаче, но и бороться с наводнениями.

Регулирование речного стока – это искусственное перераспределение естественного, как правило, неравномерного по времени стока в соответствии с требованиями водопользования. Регулирование стока осуществляется с помощью специальных искусственных водоемов (водохранилищ). Водохранилище – это искусственный водоем, созданный для временного задержания стока воды с целью ее последующего использования.

Крупные водохранилища в России начали сооружать в XVIII в. Они действовали на металлургических, металлообрабатывающих и горнорудных предприятиях с водно-силовыми установками и крупными искусственными водоемами.

Широкомасштабное строительство водохранилищ на новом качественном уровне развернулось после Второй мировой войны, т.е. после 1945 г. Водохранилища стали создаваться не только для решения традиционных проблем развития энергетики, орошения земель, но и для водообеспечения крупных промышленных центров и регионов, улучшения экологического со­стояния природных объектов и районов, рекреационных потребностей населения (отдыха, спорта и т.п.).

В мире уже эксплуатируется более 30 тыс. водохранилищ. Объем воды, аккумулированный в водохранилищах, почти в 5 раз превышает ее запасы в руслах рек и составляет более 12% годового стока рек мира. Площадь же водной поверхности водохранилищ мира превышает площадь Черного моря. Самое крупное водохранилище в мире – Оуен-Фолс (Виктория) объемом 204,8 км³ и площадью 76000 км², которое расположено в Африке на стыке трех государств – Танзании, Кении, Уганды.

В России более 2000 водохранилищ с суммарным полным объемом 801,4 км³, общей площадью 74,5 тыс. км². Крупные водохрани­лища построены на реках Волге, Каме, Ангаре, Иртыше, Кубани, Енисее, Амуре и др. Наиболее крупные водохранилища России – Братское (169,3 км³, 5500 км²), которое является вторым в мире, Красноярское (73 км³, 2000 км²), Усть-Илимское (59 км³, 1870 км²), Куйбышевское (58,0 км³, 6500 км²).

Самым крупным водохранилищем Западной Сибири является Новосибирское, площадь зеркала которого равна 1070 км², полный объем – 8,85 км³.

Режим малых рек бассейна Верхней Оби характеризуется неравномерным распределением стока как в многолетнем, так и во внутригодовом периоде. В этих условиях наибольший эффект использования стока и надежности водообеспечения потребителей достигается при регулировании стока водохранилищами. Для аккумулирования речного стока малых рек в Алтайском крае построено около 60 водохранилищ объемом более 1 млн м³ каждое, и более сотни прудов. Наиболее крупным является Гилевское водохранилище объемом 471млн м³, предназначенное для водоснабжения промышленных предприятий, населения и орошения земель бассейна р. Алей. Два водохранилища в г. Барнауле (р. Барнаулка) и с. Павловск (р. Касмала) предназначены для рекреационных целей (отдых, туризм, спорт). Ряд водохранилищ Алтайского края построены для целей мелиорации. Наиболее крупным из них является Логовское водохранилище (р. Чесноковка) объемом 15,1 млн м³. 16 водохранилищ создано для целей рыборазведения, остальные водохранилища комплексного использования (орошение и рыборазведение). Пруды, построенные на малых реках, имеют комплексное использование: рыбоводство, орошение, обводнение пастбищ, водоснабжение ферм, благоустройство сел. Плотины водохранилищ используются для переездов через водотоки.

В научном и водохозяйственном обосновании гидротехнических мероприятий особое место занимают гидрология и довольно молодая отрасль науки – теория регулирования и использования речного стока.

В данном разделе изложены основы водохозяйственных расчетов и практических приемов регулирования речного стока.