Какие негативные последствия строительства водохранилищ на равнинных реках

1 Поволжский научно-исследовательский институт эколого-мелиоративных технологий (филиал ФНЦ агроэкологии РАН)

Настоящая статья посвящена анализу современных проблем водохранилищ равнинных рек с длительным периодом эксплуатации, обоснованию способов защиты береговой линии и организации целесообразного и интенсивного использования отдельных участков акватории в соответствии с их природными особенностями. Учитывая современную, а в большей степени перспективную ситуацию с дефицитом водных ресурсов, предлагается комплекс мер по охране и эффективному использованию внутренних водоемов, фонд которых в России очень велик, а хозяйственный потенциал освоен недостаточно, и более того, в силу представленных проблем, неуклонно снижается. Предложенные разработки в виде адаптированных польдерных систем могут быть применены и к другим, аналогичным по условиям, водохранилищам, например Цимлянскому, Куйбышевскому и т.д.

1. Авакян А.Б. Водохранилища. / А.Б. Авакян, В.П. Салтанкин, В.В. Шаранов. – М.: Мысль. – 1987. – 325 с.

07. Объективная сторона преступления || Ускоренный курс уголовного права России

2. Азманов М.С. Волгоградское водохранилище / М.С. Азманов // Сб. работ Волгоградской ГМО. – 1970. – Вып. 1 – С. 82.

3. Болотов В.П. Оценка содержания и миграция тяжелых металлов в экосистемах волгоградского водохранилища: дисс. канд. биол. наук: 03.02.08 / Владимир Петрович Болотов. – Экология. – Москва, 2015. – С. 120.

4. Водохранилища и их воздействие на окружающую среду / под ред. А.Б. Авакяна, Г.В. Воропаева. – М.: Наука. – 1986. – 368 с.

5. Волгоградское водохранилище. Серия: Гидрометеорологический режим озер и водохранилищ СССР. – Л.: Гидрометеоиздат. – 1976. – С. 84.

6. Государственный доклад «О состоянии и использовании водных ресурсов Российской Федерации в 2012 году». – М.: НИА-Природа. – 2013. – 370 с.

7. Зубенко Ф.С. Берега Волгоградского водохранилища // Материалы к изучению переформирования берегов Волгоградского водохранилища. – М.: Наука. – 1964. – С. 78–124.

8. Плотины и развитие. Новая методическая основа для принятия решений. Отчет Всемирной комиссии по плотинам. – М.: Всемирный фонд дикой природы (WWF). – 2009. – 200 с.

9. Пудовкин А.Л. Гидрология суши: водохранилища. – Открытая платформа электронных публикаций SPUBLER. Дата публикации: 2015-07-26 – 224 с.

10. Рагозин А.Л. Региональный анализ абразионной опасности и риска на морях и водохранилищах России / А.Л. Рагозин, В.Н. Бурова // Современные проблемы изучения берегов. – СПб., 1995.

11. Филиппов О.В. Переформирование берегов Волгоградского водохранилища / О.В. Филиппов // Геоморфология. – 2012. – № 2. – С. 34а–43.

12. Шубин А.М. Экологическая безопасность прибрежных территорий и эффективность берегоукрепительных мероприятий / А.М. Шубин // Вестник Волг. гос. арх-стр. ун-та. – 2009. – № 14 (33). – С. 182–187.

Водохранилища, обладая большой акваторией и объёмом воды, комплексное использование которых позволяет решать многообразные экономические и социальные задачи, вносят в природу и хозяйство территорий, на которых они созданы, ряд побочных нежелательных изменений:

Озера, водохранилища, болота. Видеоурок по географии 8 класс

– происходит затопление и подтопление земель;

– возникает необходимость переселения жителей и переноса объектов народного хозяйства;

– нарушаются сложившиеся экономические, транспортные и другие связи;

– изменяются микроклиматические условия, санитарно-гигиеническая обстановка и т.п. [1, 4, 6].

Учитывая чрезвычайно важные, сложные и интересные для всестороннего изучения процессы в зоне действия водохранилищ, а также недооценённость проектировщиками некоторых негативных последствий, их продолжительный и незатухающий характер [8–10], возникла острая необходимость скорейшей разработки способов и технологий преодоления экологических и экономических вызовов, связанных с проблемами эксплуатации водохранилищ равнинных рек. Всё вышеизложенное и побудило исследователей к разработке предпроектных мероприятий, направленных на восстановление социальной, экологической и рекреационной значимости Волгоградского водохранилища.

Мощное развитие производственного потенциала г. Волгограда и области обусловило строительство Волжской ГЭС имени 22-го съезда КПСС.

Комплекс сооружений ГЭС, с длиной напорного фронта 4,9 км, послужил образованию крупного Волгоградского водохранилища.

Для осознания масштабности объекта необходимо обозначить следующие его характеристики:

– нормальный подпёртый уровень (НПУ) составляет 15,0 м;

– полный объём при НПУ – 31450 млн м3;

– площадь зеркала при НПУ – 3117 км2;

– уровень мёртвого объёма (УМО) – 12,0 м;

– площадь зеркала при УМО – 2426 км2;

– протяжённость береговой линии – 1678 км;

– максимальная глубина – 41 м, средняя – 10 м;

– ширина от 3 до 10–13 км [2, 5].

В период наполнения чаши водохранилища было затоплено 276 тыс. га земель, в т.ч. сельскохозяйственных – 137 тыс. га. Из зоны действия водохранилища было переселено на надпойменные террасы, характеризующиеся степным и полупустынным климатом, более 50 тыс. человек.

С устройством водохранилища потерялись не только леса, ценные земли и рекреации большой ёмкости, потерялись моральные, исторические, этнические и культурные ценности.

В экономическом плане строительство ГЭС сыграло неоценимую роль в электроснабжении Нижневолжского региона и объединении крупных энергосистем Центрального, Поволжского и Южного регионов, что позволило создать условия для интенсификации развития народного хозяйства. Были решены основные задачи:

– устройство постоянных железнодорожных и автодорожных переходов через р. Волга;

– выработка дешёвой электроэнергии для населения и предприятий (в период проектирования и согласования населению, чьи домовладения попадали в зону затопления, было обещано бесплатное потребление электроэнергии);

– возможность орошения больших засушливых территорий Заволжья;

– обводнение некоторых территорий Калмыкии и Казахстана;

– созданы условия для развития водного транспорта с использованием судов класса «река – море» от Саратова до Астрахани и далее в Каспийское море.

Создание гидроузла породило и массу экологических проблем. Катастрофически ухудшились условия для воспроизведения рыб, регулируемое (зачастую не в пользу населения и окружающей среде) перераспределение стока нарушило естественный гидрологический режим, ухудшило условия (вплоть до опасного уровня) проживания населения в Волго-Ахтубинской пойме и опасность её существования как уникального природного образования.

Повторяемость расходов сброса в нижний бьеф (в низовья Волги) в 20–35 тыс.3/с уменьшилась в 2,5 раза. На 40 % уменьшилась продолжительность затопления поймы и на 20 % дельты Волги, что существенно снизило продуктивность пойменных лесных угодий, сельского и рыбного хозяйства.

Создание Волго-Камского водного каскада изменило гидрологический режим реки. Если до его создания вода от Рыбинска до Волгограда доходила за 50 суток, то в настоящее время за 450–500 суток [5]. Это привело к накоплению биогенных соединений и аккумуляции до 97 % твёрдого стока реки, что уменьшило в 4–8 раз сток взвесей [3].

После завершения процесса затопления водохранилища и образования водной поверхности при НПУ в 3117 км2 и максимальной ширине около 10 км (в некоторых расширениях до 13 км) были созданы крайне благоприятные условия для размыва берегов гравитационным течением и в основном волновым волнением, образующимся в результате ветрового воздействия [7].

Целью исследования является разработка способов защиты левого берега акватории Волгоградского водохранилища с решением задачи интенсификации его использования для развития сельскохозяйственного производства прилегающих территорий, улучшения качества жизни населения и защиты прибрежных территорий.

Материалы и методы исследований представлены проектными разработками, результатами научных исследований автора и других научных коллективов и включают в себя традиционные и общепринятые методы инструментальных обследований.

Результаты исследования и их обсуждение

Повышенная интенсивность переработки берегов Волгоградского водохранилища определяется в первую очередь его большими размерами, а также характером обширных безлесных пространств, примыкающих к водохранилищу. Оба этих фактора способствуют образованию высоких ветровых волн, которые резко повышают динамическое воздействие на берега. Как показали расчёты Е.Г. Качугина, энергия волнения на Волгоградском водохранилище, имеющем в среднем ширину 10 км и расположенном в степной зоне, достигает 800 тыс.т.-м, а на Рыбинском водохранилище, имеющем ширину 56 км, но расположенном в лесной зоне – не превышает 65 тыс.т.-м [12].

Размывы наибольшей интенсивности в основном наблюдаются в нижней, 300-километровой зоне водохранилища, на участках расширения, где глубина 10 м, а ширина акватории ≥ 10 км. В этой зоне измеренные высоты ветровых волн составляют до 3,1 м, а теоретически возможные (при ветрах редкой повторяемости скорости, направления и продолжительности) могут достигать высоты до 5,0 м [11].

Результатом размыва берегов является потеря прибрежных территорий водохранилища, которая, по оценкам исследователей, к 2000 г. достигла 107,4 км2, что составляет около 0,1 % территории Волгоградской области, при этом на участках левобережья размыв береговой линии идёт значительно быстрее, и при этом наибольшую опасность представляет собой неизменность скорости размыва во времени [11].

Предположительно можно отметить, что к 2020 г. площадь потерянных прибрежных территорий, за период после заполнения Волгоградского водохранилища, в границах Волгоградской области может составить более 110,0 км2, или 11,0 тыс. га (что соответствует интенсивности в 183 га в год).

Учитывая испаряемость в зоне акватории Волгоградского водохранилища в 1000–1200 мм, ежегодные потери влаги с дополнительно образованной водной поверхности составляют 132 млн м3, или 13,2 тыс. м3 с 1 га. При средневзвешенной оросительной норме 3500 м3, потерянной с 1 га водной поверхности влагой можно орошать 3,77 га земель, т.е. теряются почти четыре оросительные нормы. Эти данные говорят о высокой значимости переработки берегов в плане защиты и экономии водных ресурсов и необходимости выработки методики оценки опасности данного антропогенного явления.

При протяжённости левой береговой линии (в границах Волгоградской области) около 250 км, площади Волгоградского Заволжья более 25 % от площади области, отсутствии железнодорожного сообщения и наличии единственной автомобильной трассы, водный путь Волгоградского водохранилища обязан быть востребованным левобережными территориями. А фактически?

Ранее регулярное пассажирское сообщение по маршруту Волгоград – Саратов, выполняемое теплоходами класса «река – море» с заходом в Приморск, Быково, Кислово и Николаевск, в 1985–1990 гг. было прекращено ввиду не только экономической ситуации в стране, но и из-за невозможности безопасного подхода к причалам из-за мелководья, заиления и занесения устьев ранее судоходных притоков. А ведь в некоторых совхозах и колхозах даже имелись свои сухогрузы для доставки сельхозпродукции в Москву, Саратов, Ульяновск, а у с. Кислово располагался грузовой порт, обслуживающий четыре Заволжских района.

В настоящее время из-за переработки береговой линии и мелководья, население практически лишено возможности использования биоресурсов водохранилища, в том числе и его рекреационного потенциала. Экологическая ситуация в границах населённых пунктов крайне неудовлетворительная, а в местах размыва старых кладбищ (п. Приморск, севернее с. Кислово) – опасная. На склонах берегов и пляжах наблюдаются разрушенные гробы, останки человеческих тел. Береговая полоса и пляжи превращены в свалку мусора, бытовых и строительных отходов.

Для защиты берегов от абразии необходимо строительство дорогостоящих берегоукрепительных объектов.

Стоимость строительства 1 п.м. берегоукрепления конструкцией, представленной на рис. 1, составляет около 223 тыс. руб.

Стоимость строительства более надёжных капитальных сооружений, с устройством контрбанкета с берегоукрепительными конструкциями и системой дренажа, террасированием откосов и организацией отвода поверхностного стока, составляет не менее 100 млн руб. за 1 п.м., например конструкция укрепления правого берега р. Волга в Волгограде в районе стадиона «Волгоград Арена».

Такие затраты можно позволить только при защите особо ценных городских территорий или в местах расположения особо опасных объектов.

Современный отечественный и зарубежный опыт берегоукрепления свидетельствует о высокой экономической эффективности защитных конструкций в виде габионов, которые применяются на Цимлянском водохранилище и Северном Кавказе. Ориентировочная стоимость строительства таких конструкций составляет около 60 тыс. руб. за 1 п.м. [12].

На отдельных участках левобережья для защиты берегов от размыва применяются каменная наброска и габионные сооружения различной протяжённости с креплением откосов геосеткой (рис. 2).

Рис. 2. Материалы крепления берегов

Это элементы мероприятий так называемой «пассивной» защиты, т.е. не изменяющей режима водотока и не обладающей признаками окупаемости.

Длительные наблюдения за работой отдельно стоящих габионов показали их техническую и, как следствие, экономическую неэффективность.

Рис. 1. Участок берегоукрепления у г. Николаевска

Ошибки в проектировании и выполнении монтажных работ не только не способствовали защите берегов, но и спровоцировали увеличении скорости размыва воронки на границах сооружения (рис. 3).

Рис. 3. Воронка интенсивного размыва на границе сооружения

Это связано с увеличением времени контакта воды и насыпного грунта за габионом (что влечет увеличение влажности грунта и уменьшение его устойчивости размыву), увеличению уровня воды перед габионом при волновом воздействии с увеличением динамической энергии волнения. Скорость размыва воронки у исследуемых габионов интенсифицируется при северных и юго-западных ветрах.

Можно предположить, что существует возможность использования отдельно стоящих габионов, но с обязательным сопряжением их в береговую линию и укреплением примыкания каменной наброской, что, несомненно, увеличит стоимость сооружения, но обеспечит некоторое увеличение устойчивости сооружения. Защита такими сооружениями небольших по протяженности участков береговой линии не может решить вышеназванных экологических, экономических и транспортных проблем эксплуатации Волгоградского водохранилища.

Ученые Поволжского научно-исследовательского института эколого-мелиоративных технологий ФНЦ агроэкологии РАН, изучив опыт эксплуатации участков берегоукрепления левобережья Волгоградского водохранилища и придя к выводу об их неэффективной работе (если только не стоит задача «закрыть» бюджетные средства), предлагают усовершенствованный способ «активной» (с изменением режима водотока и с возможностью самоокупаемости) защиты береговой линии с помощью видоизмененной классической польдерной системы.

По нашему определению, «Польдер водохранилищный оросительный» (ПВО) – это береговой мелководный участок акватории водохранилища равнинной реки, защищенный от затопления и служащий для целей сельскохозяйственного, рыбохозяйственного, рекреационного и транспортного использования.

Предлагаемая польдерная система состоит из внешней защитной дамбы со встроенными регулирующими гидротехническими сооружениями, внутренних разделительных дамб, образующих польдерные поля (мини польдеры), оросительной и сбросной сети, насосных станций, причальных стенок, лесозащитных насаждений и т.д. (рис. 4).

Рис. 4. Конструкция польдера водохранилищного оросительного у р.п. Быково

Начало и окончание внешней защитной дамбы должно быть в естественном овраге, сопряжено с берегом и закреплено каменной наброской, поперечное сечение дамбы, материал и ее конструкция зависят от многих факторов и определяются по результатам исследований, предпроектной проработкой и техническим заданием.

Ширина польдера (расстояние от берега до внешней защитной дамбы) зависит от необходимости создания благоприятных условий для подхода теплоходов и сухогрузов с определенной осадкой. При этом можно проектировать причал в теле дамбы, а можно выносной, вглубь водохранилища, для судов с большей осадкой. ПВО и польдерные поля могут проектироваться незатопляемые и затопляемые.

Незатопляемые польдеры полностью защищаются дамбами от половодья и паводков. Затопляемые устраивают таким образом, что в период паводка они затапливаются, а в начале спада уровня воду искусственно удаляют за пределы защитных дамб, ускорив подготовку поверхности польдера к полевым работам или организуя увлажнение по типу лиманного орошения. В зависимости от назначения можно комбинировать конструкции мини-польдеров и технологии увлажнения полей.

Для орошения сельскохозяйственных культур на польдерных полях необходимо использовать поверхностные самотечные способы полива (затоплением, по полосам и бороздам) при высоком уровне воды в водохранилище или низконапорные способы дождевания, капельного и комбинированного орошения при низком уровне.

На территории польдеров должны выращиваться в первую очередь водоемкие культуры (рис, хлопок, овощи и т.д.), а основным экологическим требованием сельскохозяйственного производства в польдерах должно являться биологизированное земледелие.

Учитывая отсутствие гумусированного горизонта на поверхности польдера, необходим длительный период биологической рекультивации и сельскохозяйственного освоения, но рыбоводные польдеры довольно быстро могут быть запущены и позволят значительно уменьшить дисконтированный срок окупаемости.

Первоочередно устраивать ПВО необходимо у населенных пунктов для обеспечения их защиты, активного пользования созданными рекреациями, удобства использования населением акваресурсов и доставки рабочей силы на польдерные поля.

Устройство предлагаемой польдерной системы позволит:

а) исключить безвозвратные потери воды на испарение;

б) предотвратить перенос населенных пунктов;

в) ухудшить условия развития сине-зеленых водорослей;

г) создать дополнительное количество рабочих мест;

д) обеспечить доступность Заволжским территориям к водной транспортной артерии для организации реализации сельскохозяйственной продукции посредством использования водного транспорта;

е) гарантированно обеспечить водными ресурсами и практически исключить финансовые затраты на подачу воды в польдеры для орошения сельскохозяйственных культур, что делает выращенную продукцию конкурентоспособной;

ж) обеспечить жителей Заволжья рекреационными территориями и возможностью использования водных биоресурсов;

з) улучшить экономические условия воспроизводства и производства рыборазведения;

и) несколько увеличить скорость течения воды за счет стеснения потока русла реки.

к) при прогнозируемом изменении климата и повышении значимости мелиорации головные водозаборы оросительных систем можно разместить на внешней оградительной дамбе с гарантированным уровнем воды.

В дальнейшем такими сооружениями необходимо защитить всё левобережье Волгоградского водохранилища, что позволит также улучшить социально-экономическое положение сельского населения Заволжья.

Источник: natural-sciences.ru

Тестовые задания по географии 10 класс Мировые природные ресурсы
тест (география, 10 класс) по теме

А2 Какое утверждение об обеспеченности природными ресурсами является верным?

1. Обрабатываемые земли занимают 70% мирового земельного фонда
2. Ресурсы пресной воды составляют 40% общего объема гидросферы
3. Пахотные земли в основном распределены в лесных, лесостепных и степных зонах
4. В мире существует около 6 тысяч угольных бассейнов

А3 В «оловянный пояс» входят государства

1. Алжир, Египет
2. Таиланд, Малайзия
3. Замбия, Зимбабве
4. Ирак, Кувейт

А4 Наиболее эффективным путем преодоления дефицита воды является

1. Рациональное использование водных ресурсов
2. Опреснение вод Мирового океана
3. Транспортировка айсбергов
4. Сокращение потребления воды населением

А5 Охране природы способствует

1. Широкое развитие транспорта на электрической тяге
2. Создание каскадов ГЭС на реках
3. Перевод ТЭС с газа на уголь
4. Развитие интенсивного земледелия в зоне влажных экваториальных лесов

А6 Охране гидросферы способствует

1. Ограничение использования минеральных удобрений
2. Орошение полей
3. Осушение болот
4. Создание искусственных каналов

А7 Засоление почв характерно для природной зоны

1. Пустынь и полупустынь
2. Тайги
3. Тундр
4. Влажных тропических лесов

А8 Примером рационального природопользования является

1. Перевозка нефтепродуктов на морских судах
2. Рекультивация земель в районах добычи угля
3. Захоронение ядерных отходов на полигонах
4. Создание водохранилищ на равнинных реках

А9 Площади обрабатываемых земель преобладают в странах

1. Северной Африки
2. Южной Азии
3. Австралии
4. Латинской Америки

А10 Какое утверждение о природопользовании верно?

1. Сплав древесины по рекам является самым экологически чистым способом ее транспортировки
2. Утилизация отходов относится к природосберегающим технологиям
3. В заповедниках охраняют только животных
4. Строительство водохранилищ на реках не оказывает никакого отрицательного воздействия на природу

А11 Особый тип охраняемых территорий с малоизмененными живописными ландшафтами, с богатой флорой и фауной, где охрана природы сочетается с рекреационными функциями территории, называется

1. Заповедником
2. Биосферным заповедником
3. Заказником
4. Национальным природным парком

В1 Установите соответствие между видами природных ресурсов и природными ресурсами, к которым они относятся

Вид природных ресурсов Природные ресурсы

1. Исчерпаемые невозобновимые А) солнечная энергия
2. Неисчерпаемые Б) пресная вода
3. Исчерпаемые возобновимые В) уран

В2 Какие три природных ресурса относятся к неисчерпаемым?

1. Климатические
2. Энергия течения
3. Энергия ветра
4. Почвенные
5. Лесные

В3 Расположите регионы по мере увеличения их доли в мировых общегеологических запасах природного газа

1. Америка
2. Зарубежная Европа
3. Зарубежная Азия
4. Африка

В4 Выберите из перечисленных стран три страны, являющиеся лидерами по доказанным запасам нефти

1. Саудовская Аравия
2. Венесуэла
3. Польша
4. Кувейт
5. ЮАР
6. Австралия

В5 Какие три страны являются лидерами в мире по размерам площади пашни

1. США 4) Мексика
2. Нигер 5) Россия
3. Индия 6) Аргентина

В6 Расставьте регионы мира по уменьшению лесной площади

1. Зарубежная Европа
2. Зарубежная Азия
3. Африка
4. Латинская Америка

С1. Каковы негативные последствия строительства водохранилищ на равнинных реках? Укажите не менее двух последствий ___________________________________________

С2 Известно, что среди экономических районов России лидером по загрязнению воздуха сернистым ангидридом является Восточно-Сибирский экономический район. С какими отраслями хозяйства связано подобное загрязнение? Укажите не менее двух причин.

Выберите один правильный ответ

А1 Примером исчерпаемых возобновимых природных ресурсов является

1. Бурый уголь
2. Ядерная энергетика
3. Лесные ресурсы
4. Морская вода

А2 Какое утверждение об обеспеченности природными ресурсами стран мира является верным?

1. Китай обладает крупнейшими запасами каменного угля
2. На территории Саудовской Аравии расположены крупнейшие месторождения бокситов
3. Реки стран Южной Европы обладают гидроэнергетическим потенциалом
4. Мексика является лидером по заготовке промышленного леса

А3 Основным районом добычи фосфоритов среди перечисленных является

1. Индия, о.Мадагаскар
2. О.Науру, Марокко
3. Аргентина, Австралия
4. Суринам, Венесуэла

А4 Особо охраняемыми территориями, полностью изъятыми их хозяйственного использования, где ведутся систематические научные наблюдения, являются

1. Национальные парки
2. Заповедники
3. Заказники
4. Памятники природы

А5 Подтопление и заболачивание земель чаще всего происходит

1. При открытой добыче полезных ископаемых
2. В результате вырубки лесов
3. При создании водохранилищ
4. В результате неправильной обработки почв

А6 Засоление почвы в основном вызвано

1. Неправильной вспашкой
2. Неправильным орошением
3. Осушением болот
4. Нарушением севооборота

А7 Основным источником загрязнения океана является

1. Отходы рыбопереработки
2. Бытовой мусор
3. Нефтетранспорт
4. Добыча морских животных

А8 Площади пастбищ преобладают в

1. Северной Африке
2. Южной Азии
3. Австралии
4. Западной Европе

А9 Высокую долю обеспеченности лесами на душу населения имеет

А10 Примером рационального природопользования является

1. Перевод автомобильного транспорта на газ
2. Осушение болот
3. Создание замкнутых циклов на производствах
4. Сооружение высоких труб на предприятиях

А11 Участки территории, навечно изъятые из хозяйственного использования для сохранения в естественном состоянии всего природного комплекса, называют

1. Заказниками
2. Лесничествами
3. Национальными природными парками
4. Заповедниками

В1 Установите соответствие между видами природных ресурсов и природными ресурсами, к которым они относятся

Вид природных ресурсов Природные ресурсы

1. Исчерпаемые невозобновимые А) геотермальная энергия
2. Неисчерпаемые Б) рыбные
3. Исчерпаемые возобновимые В) апатиты

В2Расположите земли по мере уменьшения их доли в площадях мирового земельного фонда

1. Пашня, сады
2. Малопродуктивные земли
3. Луга, пастбища
4. Леса

В3 Выберите из перечисленных стран три страны, являющиеся лидерами по общегеологическим запасам угля

1. Индонезия 4) Венесуэла
2. Ливия 5) Китай
3. США 6) Австралия

В4 Расставьте регионы мира по уменьшению доли в мировых запасах нефти

1. Северная Америка
2. Латинская Америка
3. Зарубежная Азия
4. Австралия и Океания

В5 Расставьте регионы мира по уменьшению доли в мировых ресурсах пресной воды

В6 Выберите три примера нерационального природопользования

1. Перевод ТЭС на газ
2. Использование отходов в качестве вторичного сырья
3. Террасирование склонов
4. Захоронение токсичных веществ в глубоководных впадинах
5. Увеличение размеров китобойного промысла
6. Создание шахтных терриконов

С1 Известно, что внесение азотных удобрений в почву имеет негативные последствия, особенно в тех случаях, если доза этих удобрений – значительна. Укажите не менее двух негативных последствий, к которым приводит подобная химическая мелиорация

С2 Являясь мощным стимулом развития мирового транспорта, автомобильный транспорт является одним из основных источников загрязнения окружающей среды. К каким негативным последствиям приводит увеличение количества автомобильного транспорта? Укажите не менее двух причин

Источник: nsportal.ru

Проблема водохранилищ на крупных равнинных реках. Их влияние на окружающую среду и климат

Анализ распределения водных ресурсов по территории страны. Изучение изменений природных условий при гидростроительстве. Влияние водохранилищ на климат, почвы и грунтовые воды. Рассмотрение изменений растительного, животного мира и структуры берегов.

Рубрика	Экология и охрана природы
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	01.11.2015
Размер файла	27,4 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство высшего и профессионального образования РФ

Московский Государственный Университет леса

Выполнил:

Царева Е.А ИТ-21

Проверил:

Доцент Шарапа Т.В.

Москва 2015

СОДЕРЖАНИЕ

1. Влияние равнинных водохранилищ на природные условия

1.1 Изменение берегов водохранилищ

1.2 Водохранилища и климат

1.3 Влияние водохранилищ на грунтовые воды

1.4 Влияние водохранилищ на почвы

1.5 Изменение растительного покрова

1.6 Изменение животного мира

ВВЕДЕНИЕ

Проблема обеспечения населения и различных отраслей хозяйства чистой пресной водой становится в наше время актуальной для все большего числа государств Земли. Это связано со многими причинами: неравномерное распределение водных ресурсов по территории стран, по годам и по времени года; несовпадение территориального распределения природных вод с плотностью населения, потребностями сельского хозяйства, размещением городов и промышленных районов; резкое увеличение расходов воды на коммунально-бытовые нужды; увеличивающееся загрязнение поверхностных и подземных вод промышленными и коммунальными сточными водами и др.

Водохранилища — очень сложные объекты, позволяющие распределить сток рек во времени, а совместно с каналами и другими водопроводящими сооружениями — и по территории. Водохранилища стали основой разностороннего и комплексного использования водных ресурсов. Удовлетворяя разнообразные требования, предъявляемые народным хозяйством к водным ресурсам, водохранилища одновременно с этим вносят в природу и хозяйство территорий, на которых они создаются, ряд побочных нежелательных изменений.

1. ВЛИЯНИЕ РАВНИННЫХ ВОДОХРАНИЛИЩ НА ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ

При создании водохранилищ изменяется ландшафт речных долин и озерных котловин. Изменения ландшафта и гидрологического режима реки оказывает большое влияние на окружающую среду прилегающей территории. Взаимодействие водохранилищ с окружающей средой, прежде всего с природой водосборной площади, существенно отличается от взаимодействия естественных водных объектов.

Сильно видоизменяется ландшафт района сработки водохранилищ. Существенно уменьшается площадь, объем, ширина и глубина водохранилища в целом и его участков в частности.

Наибольшие изменения происходят в верхнем участке водохранилища и в заливах, где вода уходит с затопленной поймы и сохраняется только в бывшем русле реки: фактически этот участок на время превращается снова в речку. Ниже водохранилищ ландшафт речной системы также изменяется, особенно при сезонном и многолетнем регулировании стока. В результате частичного или полного прекращения паводков уменьшаются площади весеннего затопления поймы. Изменение режима стока наносов вызывает размывы русла непосредственно ниже гидроузлов и изменение характера русловых процессов в дельтах. Эти изменения наблюдаются на расстоянии в сотни и тысячи км.

Изменения гидрологического режима реки и процессов, происходящих в береговой полосе, отражаются на почвенно-растительном покрове, животном мире и микроклиматических условиях.

Образование на реках в нижних бьефах гидроузлов майн — незамерзающих участков — способствует изменению микроклиматических условий над самой рекой и в прилегающей береговой полосе. Температура воздуха здесь несколько выше, чем на окружающей местности, часто образуются туманы. Происходит постоянное и временное затопление и повышение уровня грунтовых вод, вызывая в нижних бьефах такие же изменения. Другое воздействие на природные условия в поймах и дельтах рек оказывает снижение паводковых уровней.

1.1 Изменение берегов водохранилищ

В природе не много таких быстро меняющихся и неустойчивых типов рельефа, как берега новых водохранилищ. В первые годы после создания водохранилищ, изменяются склоны речной долины, оказавшиеся на границе с водой. В одних местах берег начинает обваливаться и отступать, в других весь склон приходит в движение и возникает оползень, а в условиях балок — заливов образуются косы и пересыпи.

Главная сила, действующая на берега, разрушающая и намывающая их — ветровые волны и колебания уровней воды. Под воздействием волн происходят процессы абразии берегов, аккумуляции смытого материала и перенос его вдоль берегов. Колебания уровней воды определяют вертикальную зону волнового воздействия на берега, ширину зоны затопления и переработки берегов. Процессы затопления и подтопления берегов и волновая деятельность способствует развитию геодинамических процессов: обвалов, оползней, суффозий, просадок, а в определенных условиях — карста, термоабразии.

Существует несколько основных типов берегов: отступающие (разрушающиеся), почти не известные устойчивые и наступающие, или аккумулятивные. Каждые из этих берегов имеет свои особенности и закономерности формирования.

Отступающие под действием волн или абразионные берега широко распространены на всех водохранилищах. Разрушаются в основном крутые склоны долин. Состав пород абразионных берегов может быть любой (глины, пески, скальные породы и т. д.), все в той или иной степени размываются волнами.

Быстрее всего разрушаются песчаные, лёссовые, несколько медленнее — суглинистые, ещё медленнее — глинистые. Скорость разрушения берега зависит и от его высоты: чем ниже берег, тем быстрее он размывается. Однако воды размывают породы, больше на больших берегах. В верховьях водохранилищ, в зоне выклинивания, возрастает роль сточных — речных течений.

Обычно не ощутимые возле плотины, они способны транспортировать главным образом илистые частицы. Ежегодное разрушение берегов водохранилищ в первые годы часто превышает 10м., иногда до 20-30м. суши. Характерно, что мысы разрушаются быстрее, чем бухты и заливы, при равной крутизне склона и одинаковом геологическом строении. Мысы не защищены от волн широкой отмелью, так как продукты их разрушения уносятся вдольбереговыми течениями в заливы. Таким образом, каждый участок берега не развивается изолированно от других участков, удаленных от него, и с другой стороны, сам начинает влиять на соседние участки.

Обычно спустя несколько лет после наполнения водохранилища скорость размыва берегов постепенно уменьшается. Тем не менее, берег продолжает отступать еще многие десятилетия.

Большое влияние на формирование берегов оказывает полузатопленная растительность. Лес, густые заросли кустарников и трав уменьшают высоту волн, препятствуют движению наносов, и берег в таких местах не разрушается.

Своеобразно развиваются оползневые берега. После создания водохранилищ повышается уровень подземных вод, и влажность пород увеличивается. В результате меняются физические свойства грунтов. Всё это ведет к нарушению равновесия сил, которое обеспечивает неподвижность склона.

Его неустойчивость увеличивает колебания уровня водохранилища, вызывающие резкие изменения давления грунтовых вод на породы. Возникает оползень, а в тех местах, где они наблюдались раньше, они вновь приходят в движение.

Для защиты берегов от размыва приходиться возводить защитные гидротехнические сооружения. Иногда от разрушения волнами намывается искусственный пляж.

Таким образом, по мере увеличения «возраста» водохранилищ переформирования их берегов уменьшается, образуется устойчивый профиль берега. Однако изменение водохозяйственных функций и режима водохранилища, тектоническое движения; циклические изменения гидрометеорологических условий и т. п. могут оживить процесс переформирования берегов.

1.2 Водохранилища и климат

Влияние водохранилищ на климат распространяется на сравнительно небольшую территорию прилегающих районов и еще менее заметно в нижних бьефах гидроузлов. Изменения микроклимата при создании водохранилищ определяется увеличением суммарной радиации и радиационного баланса, большей теплоемкостью водохранилищ по сравнению с сушей, уменьшением шероховатости поверхности и другими факторами.

Интенсивность изменений климата под влиянием водохранилищ зависит также от рельефа (чем выше берег, тем быстрее затухают эти изменения), от параметров водохранилища, особенно объема водной массы, и других факторов. Основные изменения метеорологических условий под влиянием водохранилищ состоит в следующем: увеличивается радиационный баланс, испарение, ослабляется континентальность климата, возрастают скорости ветра, появляются ветры типа бризов.

Изменения затрагивают практически все элементы микроклимата акватории и прибрежных территорий. Известно, также что причина специфичности климата прибрежной зоны водоемов кроется в различии физических свойств воды и суши. Альбедо водной поверхности при большой высоте Солнца колеблется всего от 7 до 11% и всегда меньше альбедо поверхности суши.

Интенсивность потери тепла деятельной поверхностью в основном зависит от ее температуры, а, следовательно, различия в суммах эффективного излучения водой и сушей тем больше, чем больше термические контрасты между ними, которые тесно связаны с географической зональностью.

Для глубоких водохранилищ характерны большие сезонные колебания радиационного баланса воды к радиационному балансу суши.

Весной водохранилища оказывают охлаждающее влияние на прибрежные территории, а во второй половине теплового периода отдавая накопленное тепло, оказывают отепляющее воздействие. Под воздействием водохранилищ в прибрежной полосе, как правило, уменьшается континентальность климата: ход температур становится плавным, суточная амплитуда температур воздуха уменьшается, влажность воздуха увеличивается, весенние заморозки прекращаются в более ранние сроки, осенние заморозки наступают позже и т. д.

В районе крупных водохранилищ несколько увеличивается количество осадков. За счет испарения с увеличившейся водной поверхности возрастает относительная и абсолютная влажность воздуха, что особенно заметно сказывается в аридных и семиаридных зонах.

В нижних бьефах гидроэлектростанций внутригодовое перераспределение стока приводит, к увеличению расходов воды в зимнее время и к усилению влияния их на температуру и влажность воздуха. Значительнее изменяется термический режим ниже глубоководных водохранилищ, в районах с холодным климатом.

В таких бьефах наблюдается повышение влажности воздуха и образование туманов. Также несколько в нижних бьефах изменяется микроклимат речных долин.

Таким образом, влияние водохранилищ на микроклимат в различных зонах неодинаково. В зоне недостаточного увлажнения это влияние затухает быстрее и резче, чем в зоне избыточного увлажнения. И распространяется дальше, но с менее резкими переходами. В тоже время абсолютные и относительные показатели изменения микроклимата возрастают при движении с севера на юг.

1.3 Влияние водохранилищ на грунтовые воды

С заполнением водохранилища начинается активное воздействие вод на его берега. Они смачиваются в связи с подъемом уровня грунтовых вод, их подмывает штормовая волна, на них действует ветер.

С заполнением водохранилища грунтовые воды подпираются водохранилищем и поднимаются ближе к поверхности земли до того уровня, при котором они вновь могут стекать в водоем. До тех пор пока грунтовые воды не достигнут этого уровня, происходит их непрерывное пополнение за счет водохранилища. водохранилище климат природа животный

Процесс повышения уровня грунтовых вод происходит, как правило, очень медленно. На первом этапе, который продолжается от нескольких месяцев до многих лет, повышение уровня грунтовых вод происходит за счет двух источников: фильтрации воды из водохранилища и аккумуляции притока грунтовых вод. На втором этапе, когда уровень грунтовых вод достигнет уровня воды в водохранилище, только за счет грунтовых вод, движущихся в сторону водохранилища.

Быстрое повышение уровня грунтовых вод происходит в трещиноватых известняках, в галечниках, в гравии и крупнозернистых песках и медленное в суглинках и глинах.

По мере удаления от уреза водохранилища скорость распространения подпора уменьшается. Формирование подпорного уровня грунтовых вод происходит медленно и в значительном удалении от водохранилища может продолжатся несколько десятков лет даже в хорошо водопроницаемых породах.

Уровень грунтовых вод на территориях, прилегающих к водохранилищу, испытывает колебания в течении года в зависимости от изменения уровня воды в водохранилище. Со сработкой водохранилища уровень грунтовых вод начинает понижаться, и наоборот. Чем ближе к урезу водохранилища, тем больше амплитуда колебания уровня грунтовых вод в связи с небольшой скоростью фильтрации отстают от колебаний уровня водохранилища. Также в некотором удалении от него уровень грунтовых вод может снижаться, в то время как уровень водохранилища уже повышается, и наоборот. Сезонные колебания уровня грунтовых вод распространяются не на всю ширину зоны подпора грунтовых вод.

Повышение уровня грунтовых вод, вызывает заболачивание и подтопление территории, приводит к изменению почв, химического состава грунтовых вод и растительности.

Таким образом, изменения режима грунтовых вод имеет большое значение для водоснабжения, строительства и других отраслей хозяйства, на водохранилищах организованы гидрологические станции и посты. Также влияние водохранилищ на грунтовые воды изучается с помощью скважин, приуроченных на различных расстояниях от береговой линии.

1.4 Влияние водохранилищ на почвы

Характер влияния водохранилищ на почвы изменяется в зависимости от уровня грунтовых вод, удаленности от уреза водохранилища, уклона поверхности, механического состава почв, характера растительности. Ширина зоны влияния водохранилищ на почвы составляет нескольких десятков метров до одного, а иногда и нескольких км.

Изменения режима паводкового затопления земель, уровенного режима грунтовых вод и микроклимата приводят к изменению водного и теплового режима почв на побережьях водохранилищ, а, следовательно, и к уменьшению биологических и физико-химических процессов в них.

Зоны влияния водохранилищ на почвы в большинстве случаев нельзя четко оконтурить, так как, например, сильно подтопляемые почвы могут занимать отдельные понижения среди слабо подтопляемых земель; на прирусловых валах среди заболоченных земель почвы могут не испытывать никаких изменений. В нижнем бьефе почвенный покров изменяется дифференцированно.

Это объясняется своеобразием и трансформацией гидрологического режима реки — более сильным и продолжительным увлажнением прирусловой части поймы и уменьшением поверхностного увлажнения остальной территории. Поэтому в узкой прирусловой полосе изменения в почвенном покрове проявляются в интенсификации процессов заболачивания или олуговения и аналогичным процессом в зоне подтопления вокруг водохранилищ.

На большей части поймы, где уменьшается или прекращается увлажнение поймы паводковыми водами, наблюдается ксеротофитизация почв. Особенно это заметно в аридных районах, где отсутствие весенних или весенне-летних разливов объясняет — высокую интенсивность вторичного засоления поймы. До создания водохранилища периодическое промывание способствовало снижению засоленности почв и образованию горизонта пресных вод, который препятствовал капиллярному подъему более глубоких засоленных вод. На почвы пойм влияют также зимние затопления. Так, наледи на лугах и поймах могут на отдельных участках держатся до середины мая, что не только нарушает нормальный фенологический цикл, но и способствует развитию процесса оглеения почв с соответствующим изменением растительного покрова.

Таким образом, изменения почвенного покрова могут иметь и отрицательные и положительные последствия. При осуществлении соответствующих мелиоративных работ приток грунтовых вод в верхние слои почвы может явиться источником постоянного увеличения их плодородия, в связи с чем земли, расположенные в зоне подтопления, можно рассматривать как ценный фонд для сельскохозяйственного освоения.

1.5 Изменения растительного покрова

Изменение гидрологического режима, микроклиматических условий и почвенного покрова прибрежных территорий оказывает влияние на высшую растительность, как самого водоема, так и прибрежных территорий. Глубоководное и постоянное затопление территории приводит к полной гибели существующей здесь растительности — не вырубленных деревьев и кустарников, трав, мхов. Даже водные растения — тростники, камыши, рогоз и др. не могут существовать , если глубина воды превышает 2-2,5м. (Богословский, 1974)

В первые годы происходит быстрое разложение и минерализация органических остатков травянистой растительности.

На развитие водной и земноводной растительности в прибрежной зоне оказывает влияние уровенный режим, защищенность участка от волнения, глубина, форма и грунты дна, химический состав воды, характер и состав прежней растительности. На тех водохранилищах, на которых волны достигают большой высоты, заросли водной растительности на открытых участках побережья почти не развиваются. Мешают развитию такой растительности также крутые берега, глубокая ежегодная сработка и бедные грунты.

В первый год на мелководных участках водохранилищ преобладают разреженные заросли растений, перенесших затопление, или растительность совсем отсутствует. На второй и отчасти третий годы массовое распространение получают рогоз, сусан , тростник и др. В дальнейшем широко развивается лиственное разнотравье при одновременном отмирании рогоза, а на последнем этапе характерно преобладание узколиственного воздушно-водного разнотравья и крупной осоки, а в глубоководной зоне — урути.

При повышении уровня грунтовых вод ближе к поверхности травостой становится беднее, многие ценные травы исчезают.

Но не всегда заболачивание отрицательно влияет на рост леса. Бывает, что в почве присутствуют все признаки заболачивания и, тем не менее, лес растет здесь лучше, чем до создания водохранилища. Значит, в пояс заболачивания попал лес, ранее страдавший от недостатка влаги.

1.6 Изменения животного мира

Особенностью влияния гидростроительства на природные комплексы и их компоненты является создание в пределах территории влияния новых экосистем, которые имеют иной качественный и количественный уровни круговорота веществ в природе.

Создание водохранилищ коренным образом изменяет местный ландшафт. Это может отрицательно повлиять на привычный образ жизни и рефлексы животных: сезонные пути их миграции, изменение мест водопоя, условия их зимовки, поисков пищи и т.п. В совокупности с изменениями климата изменения ландшафта могут привести к ухудшению условий гнездования птиц, повлиять на пути перелетных птиц. Зимние затопления пониженных территорий (обычно в дельтах зарегулированных рек) неблагоприятно сказываются на местах обитания мелких животных.

Интенсивность влияния факторов гидростроительства на природные комплексы и их компоненты на разных этапах строительства и эксплуатации неодинакова. Выделяется четыре основных периода (или стадии) влияния гидроузлов на окружающую среду:

· период строительства — от начала стройки до наполнения водохранилища до НПУ;

· заселение природных комплексов в первые десять лет существования водохранилища;

· созревание фаунистических и флористических компонентов природных комплексов во второе десятилетие существования водохранилища;

· стабилизация природных комплексов на территории влияния, наступающая обычно спустя 20 лет после наполнения водохранилища.

Следует учитывать также необходимость зонирования всей территории, на которую распространяется влияние гидроузла, на три основных участка, имеющих свою специфику:

· район расположения основных сооружений и окружающей хозяйственной инфраструктуры;

· водохранилище (верхний бьеф);

Многообразие видов животных определяет разную их реакцию на те или иные проявления влияния гидросооружений на окружающую среду.

При оценке воздействия гидротехнического строительства на животный мир должны учитываться следующие основные тенденции:

1. Снижение биологического разнообразия. Речные долины (пойма) являются зоной повышенного биотопического и видового разнообразия. Создание водохранилища может вызвать исчезновение уникальных экосистем и отдельных видов в зоне влияния водохранилища.

Высока вероятность деградации и потери целого ряда популяций животных, находящихся на пределе распространения.

2. Снижение биологической продуктивности на склонах побережий водохранилища. Появление водохранилища во многих случаях приводит к разобщению кормовых и защитных станций. Этот фактор, наряду с затоплением долинных мест обитаний, усилением браконьерства и охоты на хищников, а также увеличением частоты гибели животных от травм, может явиться одной из основных причин снижения численности животных на склонах побережий водохранилища.

3. Вынужденные концентрации млекопитающих в районах выклинивания подпора водохранилища на реке и ее притоках. Потребность в восполнении утраченных и нарушенных природных комплексов, имевших в своем составе долину относительно крупной реки, животные будут пытаться восполнить за счет сохранившихся долин и каньонов. На притоках будет отмечаться тенденция к формированию зон повышенной численности и миграционной активности большинства видов млекопитающих.

CПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Научно-информационный портал Винити http://science.viniti.ru/

2. Водохранилища и их воздействие на окружающую среду / под ред. А.Б. Авакяна, Г.В. Воропаева. М.: Наука, 1986. 364 с.

3. Вендров С.Л. Влияние водохранилищ лесной зоны на прилегающие территории. М.: Наука, 1970. 247 с.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Определение, классификация и принцип работы атомных станций. Техногенное влияние атомных станций на окружающую среду. Загрязнение растительного и животного мира, атмосферы, воды, земель. Радиоактивные отходы атомных станций и методы обращения с ними.

курсовая работа [1,1 M], добавлен 20.08.2014

Причины возникновения глобального потепления, его воздействие на окружающую среду. Влияние парникового эффекта, как составляющей части глобального потепления, на климат. Феномен изменений глобального потепления. Прогнозы и теории глобального потепления.

контрольная работа [41,4 K], добавлен 03.12.2010

Водообеспеченность планеты и основные водные проблемы мира. Изъятие речного стока. Малые реки, их значение и основные особенности. Загрязнение и изменение качества природных вод. Оценка и анализ последствий влияния изменений климата на водные ресурсы.

реферат [26,4 K], добавлен 20.11.2010

Влияние изменений погодных условий на рост заболеваемости. Факторы изменения климата. Воздействие топливно-энергетического комплекса на климат. Скорость перемещения северного магнитного полюса планеты. Влияние экстремально высоких температур на здоровье.

курсовая работа [45,6 K], добавлен 15.05.2014

Причины загрязнения природных вод. Оценка экологического состояния водохранилищ, каналов и других водных ресурсов Крыма. Народнохозяйственное значение Северо-Крымского канала. Меры, направленные на эффективное использование водного потенциала региона.

Источник: revolution.allbest.ru