Примеры оценки предельной степени регулирования стока реки

1. Река Тузлов в Ростовской области протяженностью 182 км и с водосборной площадью бассейна 4680 км² имеет годовой сток 75 % обеспеченности = 83,09 млн. м³. Регулирование стока в бассейне реки осуществляется из 368 прудов и водохранилищ с суммарной полезной емкостью = 40,67 млн. м³. Средняя глубина водоемов = 2,77 м. Минимальная экологическая (санитарная) проточность в год заданной обеспеченности (75 %) к устьевому створу составляет = 35,23 млн. м³. Средний слой испарения с водной поверхности составляет = 0,95 м (950 мм). Необходимо определить предельную степень регулирования стока в бассейне и дать оценку фактически доступных для использования водных ресурсов.

Предельная степень регулирования стока в бассейне реки находится из формулы (1.1):

Доступные для использования водные ресурсы в этом случае составят млн. м³, что несколько меньше фактической полезной емкости всех прудов и водохранилищ в бассейне ( ), т.е. сток в бассейне Тузлова перерегулирован. Коэффициент перерегулирования . Из формулы (1.2) находим фактически доступные для использования водные ресурсы при существующем регулировании стока:

; млн. м³.

Таким образом, при существующем регулировании стока р. Тузлов прудами и водохранилищами доступные для использования водные ресурсы составят фактически не 40,67, а 34,41 млн. м³, т.е. на 6,26 млн. м³ меньше. Это свидетельствует о том, что излишнее регулирование только уменьшает доступные для использования водные ресурсы.

2. Бассейн р. Потудань расположен в пределах Белгородской и Воронежской областей. Площадь водосбора составляет 2050 км². Годовой сток в устьевом створе (75 % обеспеченности) = 120,90 млн. м³. Регулирование стока в бассейне реки осуществляют 47 прудов и водохранилищ с суммарной полезной емкостью = 13,95 млн. м³. Средняя глубина водоемов в бассейне = 2,12 м. Минимальная экологическая (санитарная) проточность в год заданной обеспеченности (75 %) к устьевому створу = 87,80 млн. м³. Средний слой испарения с водной поверхности составляет = 0,511 м (511 мм). Необходимо оценить степень регулирования стока в бассейне и возможности перспективного использования водных ресурсов.

Предельная степень регулирования стока в бассейне реки:

Водные ресурсы, доступные для использования млн. м³; фактическая полезная емкость прудов и водохранилищ на (26,67 – 13,95) 12,72 млн. м³ меньше предельного значения. Это количество воды можно считать доступным для перспективного использования. Другое дело, что подходящих топографических и гидрогеологических условий для создания водоемов в данном бассейне не имеется и поэтому перспективное использование водных ресурсов р. Потудань возможно созданием пойменных копаней или наливных водохранилищ.

1.4. Оценка пропускной способности русла реки

Расход вровень с бровкой поймы является в полной мере расходом, формирующим русло, т.к. при его достижении процессы взаимодействия потока и донных отложений на каждом конкретном участке реки достигают наибольшей интенсивности.

На основании исходного графического материала (план участка реки, продольный и поперечные профили) выбираются характерные поперечники по руслу: на прямолинейном участке реки, на излучине и в месте предполагаемого хозяйственного мероприятия. Поперечники должны иметь, по возможности, подробный геологический разрез и отражать участок реки, неподверженный или слабо подверженный деградации.

На выбранном поперечном профиле (см. рисунок 1.1) устанавливается отметка пойменной бровки русла . При отсутствии четко выраженной пойменной бровки, принимается по уровню воды, соответствующему началу излива потока на пойму. Расчет ведется на установившееся равномерное движение потока в русле по следующей схеме (рисунок 1.4):

Измеряются

Рисунок 1.4 – Схема расчета пропускной способности русла.

- средневзвешенный уклон русла на длине 2-3х меандр в районе расчетного поперечника (принимается по продольному профилю и из гидрологической записки в комплекте исходных материалов);

- ширина русла по урезу воды на отметке Z _{п. бр.}, м;

- площадь поперечного сечения потока при уровне воды вровень с пойменной бровкой, м².

Коэффициент шероховатости ( ) для русел малых рек можно принимать по И.Ф.Карасеву [5]; в практических расчетах = 0,03-0,05.

Размывающую скорость потока определяют по формулам В.Н. Гончарова, Ц.Е. Мирцхулава, А.А.Черкасова [6]. Наиболее простой является формула А.А. Черкасова:

(1.3)

где - размываемость грунтов русла имеет размерность скорости при глубине потока 1 м, м/с;

- показатель степени, учитывающий влияние глубины и состава грунтов русла на размывающую скорость (для связных грунтов = 0,2-0,3).

В таблице 1.7 приведены значения размываемости грунтов в зависимости от характеристик связных грунтов русел малых рек.

Сравнивая полученное значение средней скорости и размывающей для заданного поперечника, можно судить о состоянии русла и нарушении режима реки (заиление, изменение уклона и т.п.).