«Вопросы реализации водной стратегии на территории Челябинской области» icon

«Вопросы реализации водной стратегии на территории Челябинской области»



Смотрите также:
1   2   3   4   5   6   7   8   9

^ Список литературы

  1. РД 52.24.620-2000. Методические указания. Охрана природы. Гидросфера организация и функционирование подсистемы мониторинга антропогенного эвтрофирования пресноводных экосистем. – СПб.: Гидрометеоиздат, 2001. -20 с.

  2. РД 52.24.633-2002. Методические указания. Методические основы создания и функционирования подсистемы мониторинга экологического регресса пресноводных экосистем. – СПб.: Гидрометеоиздат, 2003. – 18 с.



^ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМЫ ВОДОЗАБОРОВ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ВОДОЙ ГОРОДА ЧЕЛЯБИНСКА

Денисов С.Е.

Южно-Уральский государственный университет


Бурное развитие гидротехнического строительства в 70-80-х годах привело к появлению довольно обширного водохранилищного хозяйства.





Водохранилища Челябинской области в основном обеспечивают выполнение 2 функций: -регулирование стока;

-гидроэнергетика.

Технология создания пойм водохранилищ сводится к созданию плотины и заполнению поймы реки, что приводит к ряду негативных последствий:

  • Уменьшение водных ресурсов из-за: -испарений с акватории;

-инфильтрация.

  • Заболачивание прибрежных зон

  • Подъём уровня подземных вод

  • Застойные явления: -цветение;

-заиливание.


Неучет этих последствий в технико-экономических обоснованиях при строительстве водохранилищ приводит к принятию ошибочных решений. Примером которых служит решение о создании Шершнёвского водохранилища.

Так как основным регулирующим элементом водоснабжения г.Челябинска является Аргазинское водохранилище, созданное в 1946 году и 23 года в г.Челябинске использовался речной водозабор берегового типа и проблем с дефицитом вод не возникало. В 1969 году было создано Шершнёвское водохранилище, которое в 1975 не помогло справиться с дефицитом воды. Ситуацию также усугубляет застройка водосборной территории берега водохранилища.

Исправление данной ошибки видится в «отказе» от Шершнёвского водохранилища и постройке канала переброски из р.Уфа.


Технически такой «отказ» может быть реализован:

  • Ликвидация шершневского водохранилища из системы водоснабжения;

  • Перенос водозабора на р. Миасс;


  • Вариант

    Слабые строны

    Сильные стороны

    Ликвидация Шершневского водохранилища из системы водоснабжения

    Необходимость экологической реабилитации земель

    Водозабор остается на прежнем месте, освобождается территория 30 км2

    Перенос водозабора с Шершневского водохранилища

    - строительство водозабора;

    - строительство трубопровода до очистных сооружений;

    - повышенная мутность воды

    «отсечка» загрязнителей:

    Р. Биргильда, пос. Полетаево, пос. Бутаки

    Использование водохранилища в качестве резерва с одновременным переносом водозабора


    - остаются проблемы, связанные с застойными явлениями (цветение);

    - остаются загрязнители: р. Биргильда, пос. Полетаево, пос. Бутаки.

    Возможность совместного использования двух водозаборов
    Использование водохранилища в качестве резерва с одновременным переносом водозабора



^ Анализ вариантов


Однако выходом из сложившейся ситуации может служить и создание компактных глубоководных водохранилищ, что позволяет повысить качество воды в режиме природной реабилитации, без использования химических реагентов. Подобная система водозабора используется в Голландии, в г.Роттердам с числом жителей 1 млн. человек.








^ Улучшение качества речной воды после каскада водохранилищ Роттердам


Показатель

качества воды

Концентрация в воде макс/средн., мг/л

Улучшение качества воды,

макс/средн., %

В исходной речной воде

В воде из водохранилищ

Аммоний

2,9/1,07

0,5/0,2

83/82

Свинец

0,061/0,011

0,0031/0,0012

95/90

Кадмий

0,004/0,001

0,00047/0,0002

90/50

Нефтепродукты

0,72/0,105

0,045/0,02

94/50

Кишечные бактерии

-

-

-/99,8

Взвешенные вещества

/13,7

/2,6

81

Железо общее

/0,67

/0,01

98,5

Марганец

/0,12

/0,01

92

Цинк

/0,095

/0,009

90

Свинец

/0,008

/0,001

88

Азот аммония

/0,47

/0,06

87

Азот нитратов

/3,5

/3,3

6

Азот нитритов

/0,1

/0,04

60

Фосфор общий

/0,33

/0,15

55

ХПК

/14

/9

36

Окисляемость

/14

/7

50

Углеводороды

/0,06

/0,01

84

СПАВ

/0,06

/0,04

33

Общий счет бактерий (ед/мл)

/1200

/29

97,5

^ Изменение состава и концентрации антропогенных органических микрозагрязнений в результате нахождения речной воды в каскаде водохранилищ Роттердам

Органическое загрязнение

Реки

Водохранилища

Общее число компонентов

Общая концентрация, мг/л

Общее число компонентов

Общая концентрация, мг/л

Жирные кислоты

7

3,6

10

3,5

Стероиды

3

5,3

1

0,6

Сложные эфиры-пластификаторы

12

3,3

9

1,4

Фенолы

12

4,8

4

0,8

Ароматические углеводороды

54

6,6

2

0,5

Разные

8

2,4

6

1,5

Общее количество компонентов

96

26

32

6,8

^ Параметры водохранилищ


Параметры

Г. Роттердам, Нидерланды

Г. Челябинск, РФ Шершневское водохранилище

Объем, млн.м3

≈ 129

≈ 178

Средняя глубина, м

13,2

4,5

Площадь, км2

9,8

36



Таким образом, выходом из сложившейся ситуации дефицита воды г.Челябинска является создание параллельных систем водоснабжения города.


^ ИНВЕСТИЦИОННЫЙ ПРОЕКТ «БЕРЕГА»

Аликин А.Ю.

НП ГК «Стройком», г. Челябинск

Существующие темпы развития российской экономики, сопровождающиеся увеличивающимся загрязнением окружающей среды, неэффективным использованием природно-ресурсного потенциала, инициируют возникновение проблемы обеспечения экологически безопасного развития экономики России, в том числе, охраны водных источников.

Доступность пресной воды для населения планеты неуклонно сокращается на фоне экстенсивного роста ее среднегодового потребления на душу населения. В дальнейшем, как утверждают эксперты, спрос на воду будет продолжать расти по-прежнему быстрее численности населения1.

Текущая и прогнозная структура потребления воды в мире для нужд народного хозяйства представлена на диаграмме:2

Техногенные воздействия промышленных предприятий и коммунальных хозяйств на окружающую среду привели к существенному загрязнению поверхностных вод и почв водосборных территорий и, как следствие, к экологической деградации водных объектов и Южного Урала. Объем сброса загрязненных сточных вод в 2008 году составил 720,80 млн. м3, в т. ч. без очистки – 120,77 млн. м3, недостаточно-очищенных – 600,04 млн. м3.

Целью реализации проекта «Берега» является обеспечение экологической безопасности р.Миасс и Шершневского водохранилища с учетом перспектив застройки г.Челябинска и Сосновского района Челябинской области, необходимости реконструкции систем жилищно-коммунального хозяйства, и повышения уровня инфраструктуры, которая находится в крайне неудовлетворительным состоянии и имеет тенденцию к ухудшению:

  1. ежегодное загрязнение нефтепродуктами 1300 тонн;

  2. среднегодовая концентрация ионов металлов превышает ПДК до 11 раз;

  3. проблема очистки ливневых стоков и поверхностных стоков от объектов городской инфраструктуры и промышленных предприятий решена менее чем 25%;

  4. прогрессирующие заиливание р. Миасс, в том числе, в центре г.Челябинска.

Проект «Берега» предусматривает строительство гидротехнических сооружений – набережных реки Миасс на всем протяжении русла реки в г.Челябинске с устройством коммуникационных коллекторов для систем водоснабжения и водоотведения, тепло-, электроснабжения, береговых ливневых коллекторов и центральной ливневой канализации, запланировано строительство ливневой канализации на территории Сосновского района совместно со строительством автодороги вдоль набережной Шершневского водохранилища, что обеспечит комплексную защиту акватории р.Миасс от негативного антропогенного воздействия.


Проект «Берега» соответствует целям и задачам, поставленным Правительством РФ, Партией «Единая Россия», Правительством Челябинской области, Программам институтов развития и является крупнейшим инфраструктурным проектом в Челябинской области. На уровне Российской Федерации предполагается участие в целевых программах: ФЦП «Реформирование ЖКХ», «Водная стратегия РФ», Государственная программа «Чистая вода», Государственная программа энергоснабжения и повышения энергетической эффективности на период до 2020 г. и др.

С учетом масштаба проекта «Берега», его высокой социальной значимостью, реализация проекта планируется через институт государственно-частного партнерства (ГЧП), в частности, через концессионные соглашения, заключенные по схемам ВОТ (Build-Operate-Transfer)–«строительство-управление-передача», либо BOOT (Build-Own-Operate-Transfer) – «строительство-владение-управление-передача» с использованием инвестиционных ресурсов институтов развития и/или международных финансовых организаций.

Инновационность предложенной НП ГК «Стройком» модели создания государственно-частного партнерства заключается в возможности создания современной высококачественной инфраструктуры с использованием квалификации и ресурсов государственного и частного сектора для решения приоритетных государственных и муниципальных программ без привлечения значительного объема бюджетных денежных средств, диверсифицирования рисков государственного и частного сектора, обеспечения более эффективного выполнение проекта.

Реализация механизма ГЧП потребует изменений в нормативно-правовой базе г.Челябинска и Челябинской области. Для реализации проекта «Берега» необходимо принять муниципальный закон о ГЧП в г.Челябинске; нормативные документы, регулирующие правовые вопросы спрямления русла р.Миасс и включения вновь образованных земельных участков в хозяйственный оборот.

Для реализации проекта планируется привлечение инвестиций по программам институтов развития (планируется участие Челябинской области в качестве «пилотного» региона, включенного в программы Внешэкономбанка и ПРООН); частного капитала; средств бюджетов всех уровней.

При этом необходимо проведение многосторонних переговоров со всеми потенциальными стратегическими партнерами проекта с целью определения механизма возврата вложенных инвестиций, в том числе через выделение инвестиционной составляющей в тарифах на технологическое присоединение к инженерным сетям.

Проект «Берега» носит долгосрочный характер, основные этапы его реализации представлены на рисунке:


В ходе реализации проекта будут достигнуты следующие результаты:

  • улучшено экологическое состояние г.Челябинска; Челябинской и Курганской областей;

  • улучшено экологическое состояние р.Миасс и Шершневского водохранилища;

  • прекращены сбросы промышленных отходов и загрязненных ливневых стоков с территории г. Челябинск в р. Миасс;

  • появление участков под жилищное строительство в центре г. Челябинска.

Таким образом, проект НП ГК «Стройком» «Берега» носит важный социальный и экологический характер, соответствует приоритетным целевым программам и стратегиям Российской Федерации.


^ АНАЛИЗ ВОЗМОЖНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ СОСТОЯНИЯ РЕКИ МИАСС И ШЕРШНЕВСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА ПРИ ЗАСТРОЙКЕ ИХ ВОДОСБОРНЫХ ТЕРРИТОРИЙ

Бобылев А.В., Второва А.И.

^ Южно-Уральский государственный университет


Челябинская область по численности населения (около 3,5 млн .чел.) занимает 3 место из 8 регионов Большого Урала и 9 место в России

Челябинская область— наиболее плотно населённая на Урале (занимает 1 место из 8 регионов Урала ― плотность населения 39,6 чел./км²) и вторая (после Свердловской области) по уровню урбанизации

Однако обеспечена Челябинская область водными ресурсами крайне низко. Если в Российской федерации на одного человека в год приходится около 29 тыс. м. куб., то на одного жителя Челябинская область всего лишь чуть более 1,5 тыс. м куб., т.е. почти в двадцать раз меньше. Учитывая, что не все водные источники доступны и не соответствуют нормам СанПиНа, то вода для жителей Челябинской области с неправильным ее использованием в перспективе будет на вес золота. Изменить обводнненность территории невозможно, так как распределение речной сети – это географическая зональность. Густота речной сети, являясь показателем степени обводненности территории, закономерно изменяется с изменением соотношения водного баланса, геологического строения, характера почво-грунтов, высотного положения и уклонов местности.

При рассмотрении карты составленной [5, стр.62-67] густоты речной сети можно заметить ее уменьшение к юго-западу и к юго-востоку от Уральского хребта происходит вслед за изменением атмосферных осадков и среднего многолетнего стока. Рельеф района водосборной площади р. Миасс определен коэффициентом густотой речной сети Среднего Урала и Приуралья, как район слабо развитой речной сети и изменяется в пределах 0,11-0,20 км / км2 по отношению к району высокой речной сетью Предуралья -0,51-0,80 км / км2 .

Преобладающее влияние метеорологических факторов на формирование годового стока в пределах отдельных бассейнов доказано целым рядом исследований, и большинство работ, посвященных этому вопросу, особая роль отводится связи годового стока с атмосферными осадками. Э.М. Ольдекоп [1]. Исследователи, анализируя связи годовых величин стока и испарения с годовым количеством осадков, установили два типа речных бассейнов: первый относится к зоне недостаточного увлажнения, где связь стока с осадками слабая, второй – к зоне достаточного увлажнения характеризующийся наиболее тесной связью между осадками и стоком. Река Миасс относится к зоне недостаточного увлажнения.

Д.Л.Соколовский [2], анализируя уравнение связи стока с осадками для ряда бассейнов Европейской территории СССР, расположенных в различных природных зонах, показал, что теснота связей возрастает с увеличением увлажнения территории, т.е. с юга на север.

Однако, рядом авторов [3,4] было установлено, что слабая связь стока с осадками данного года улучшается по мере сдвига осадков во времени и становится весьма отчетливой при величине сдвига на 3-6 месяцев назад. При сдвиге осадков на 5 месяцев величина коэффициента корреляции между стоком и осадками возрастала до 0,87, т.е. становилась достаточно надежной для гидрологических расчетов.

Выяснения характера связи стока с атмосферными осадками были проделаны исследования [5] и для бассейна р. Тобол в речную сеть которого входит р. Миасс. Исследуемый район занимал восточные склоны Уральских гор в пределах Среднего и Южного Урала и прилегающую к ним западную часть Западно-Сибирской низменности. В физико-географическом отношении бассейн реки Тобол интересен тем, что охватывает три географические зоны: лесную, лесостепную, степную, имеющие различную степень увлажнения, это обстоятельство позволило проследить изменение характера связи между стоком и осадками с севера на юг, от зоны избыточного к зоне недостаточного увлажнения. Для анализа в лесостепной природной зоне были выбраны водосборы. В лесостепную зону вошел бассейн р. Миасс (таблица 1).

Таблица 1

Распределение речных бассейнов по лесостепной природной зоне.

Физико-географическая зона

№ п/п

Река-пункт

Площадь водосбора

Число лет наблюдений над стоком

Количество пунктов наблюдений над осадками в бассейне



















Лесостепная

1

Исеть-Волково

5420

20

2

2

Исеть -Исетское

57100

18

5

3

Миасс-Сосновское

5300

14

3

4

Миасс-Каргаполье

22700

8

4


Для всех водосборов были построены графики связи между стоком за гидрологический год (ХI-X) и осадками за этот же период [5] и подсчитаны коэффициенты корреляции. Распределение значений коэффициентов корреляции на территории бассейна р. Тобол представляет пеструю картину: это высокие значения корреляции (rх,у= 0,80-0,95) в лесной зоне сменяются отсутствием связи между стоком и осадками в лесостепной (бассейн р.Миасс), (r х,у= 0,02 до 0,40); с продвижением к югу эта связь несколько улучшается, достигая в степной зоне величины rх,у =0,37-0,48, но эту связь нельзя признать удовлетворительной.

Однако, для бассейнов, расположенных в лесостепной и степной зонах, связи улучшались по мере сдвига осадков во времени на 1,2,3, и т.д. месяцев назад, в результате чего значения коэффициентов корреляции связей составляли большие значения даже при сдвиге осадков на один год. Это значит, что осадки выпавшие в текущем году не влияют на сток рек, а влияние на сток реки осадки выпавшие год назад. В лесной зоне значения коэффициентов корреляции указанных связей по мере сдвига осадков во времени напротив, уменьшались (таблица 2).

Таблица 2

Величина наилучшего сдвига и коэффициентов корреляции между стоком и осадками

Река-пункт

r х,у- без сдвига

rх,у – с наилучшим сдвигом

Величина сдвига в месяцах

Исеть-Волково

0,3970,127

0,523 0,105

3

Исеть -Исетское

0,3570,139

0,590 0,100

4

Миасс-Сосновское

0,0180,180

0,314 0,156

4

Миасс-Каргаполье

0,126 0,234

0,311 0,215

5


Изменение характера зависимости стока от осадков территории бассейна р. Тобол с различными условиями увлажнения территории имеет следующее объяснение. В лесной зоне, где уровень грунтовых вод залегает близко к поверхности, а колебания его от года к году незначительны, речной сток почти полностью формируется за счет осадков данного года. Это обеспечивает высокие значения коэффициента корреляции между осадками и стоком r х,у и наступления наибольшей величины r х,у при отсутствии сдвига осадков во времени.

В степной зоне, характеризующейся глубоким залеганием уровня грунтовых вод, летние осадки данного года идут в основном на пополнение запаса грунтовых и подземных вод речных бассейнов, создавая тем самым благоприятные условия для стока зимних осадков последующего года, за счет которых и формируется сток в бассейне верхнего Тобола.

Таким образом, годовой сток здесь формируется осадками теплого периода предшествующего и холодного периода текущего года, что и обуславливает увеличение значений rх,у при сдвиге осадков на 6-8 месяцев назад. Связь стока с осадками в степной зоне становиться все более сложной из-за увеличения роли местных физико-географических условий и характере выпадения осадков, что выражается в некотором уменьшении значений r х,у, по сравнению с лесной зоной. Особенно сильное уменьшение величины r х,у происходит на малых водосборах (F ≤ 10000 км2), реки которых имеют незначительную глубину эрозионного вреза и не дренируют подземные воды.

В лесостепной зоне с низкими значениями r х,у характер и величина стока рек определяются, вероятно не сколько осадками, сколько другими климатическими факторами.

Таким образом, как в северной, так и в южной частях бассейна реки Тобол, в пределах лесной и степной зон, имеется довольно тесная связь между годовым стоком и осадками. Эта связь может быть использована для восстановления и удлинения рядов наблюдений над стоком. Вопрос о связях между стоком и осадками в лесостепной зоне (р. Миасс), нуждается и в настоящее время в дальнейших исследованиях.

Обобщая результаты работ, выполненные различными исследователями по минимальному стоку рек Урала и в том числе р. Миасс необходимо отметить следующее:

Выявлены и установлены зависимости географических закономерностей распределения минимального стока по территории.

Минимальный сток на реках Урала наблюдается два раза в год в период летней и зимней межени. В зимнюю межень в формировании наименьших величин стока принимают участие только подъемные воды, что вызвано отсутствием поступления жидких осадков в русла рек.

В летнее-осеннюю межень в формировании минимумов стока участвуют и поверхностные воды от выпадающих дождей. Поэтому понятно, что формирование минимального стока в решающей степени зависит от запасов подземных вод и условий поступления в русловую сеть. В свою очередь, запасы подземных вод определяются условиями питания, связанными с водным балансом водосборов и их гидрогеологическими особенностями.

Для реки Миасс основным фактором формирования подземного стока является водный баланс водосборов ее притоков. В качестве интегральной характеристики влияния водного баланса принимается модуль годового стока.

Другой важнейший фактор формирования подземного стока гидрографический – размер площади водосбора (F). С увеличением последней уменьшаются уклоны склонов и возрастает их длина, что способствует увеличению инфильтрации поверхностных вод. Кроме того с увеличением площади водосбора увеличивается глубина эрозионного вреза русла и таким образом, улучшаются условия дренирования подземных вод.

Таким образом, формирование минимального стока происходит, под воздействием комплекса зональных физико-географических факторов (климатических, почвенно-растительных) и местных условий (геологических, гидрогеологических, хозяйственных).

Исходя из условий формирования минимального стока, приходим к выводу, что метод исследования минимального стока должен быть генетическим, а само исследование иметь комплексное географическое направление.

Комплексный учет влияния на минимальный сток зонально-климатических факторов позволяет установить его зональную величину. При этом под зональным стоком необходимо понимать сток, сформированный в данных климатических условиях, при характерных для данной географической зоны физико-географических факторах (почве, растительности). Показателями установления зональной величины минимального стока физико-географических условий приняты:

  1. Средняя высота водосбора – характеризует влияние наиболее существенных зональных факторов на увлажнение и другие водно-тепловые условия.

  2. Модуль среднего годового стока – является характеристикой водного баланса величины водосборов.

  3. Размеры площади водосбора – характеризует морфометрические и морфологические условия водосбора в речной сети с учетом урбанизированных территорий.

Два первых показателя – средняя высота водосбора и модуль годового стока на величину минимального стока оказывает однозначное влияние.

Это подтверждается существованием тесных порайонных связей модулей стока со средней высотой Мо=f(Hср), установленных для территории Урала рядом исследователей.

Роль гидрогеологического строения водосборов на величину минимального стока может быть учтена при рассмотрении влияния зонально-климатических факторов и размера площади в пределах однородных гидрологических районов. Это обосновывает необходимость гидрологического районирования при исследованиях минимального стока рек.

Влияние местных факторов (геологических, гидрогеологических, почвенно-растительных, хозяйственных) может быть выявлено и дана им количественная оценка только путем сравнения фактического минимального стока и рассчитанного для данного водосбора зонального стока.

Для бассейна р. Миасс роль высоты и водосбора имеет зависимость модулей минимального стока от высоты водосбора Ммин = f(Hср) ввиде прямой линии.

Модули минимального среднемесячного летнего стока для бассейна р. Миасс, приведенные к площади F=2000 км2, л/сек.км2 составляет от 0,2-0,5 и зимнего стока соответственно 0,1-0,2.(рис.2 и 3).

Роль почвенно-грунтовых и растительных особенностей на формирование величины минимального стока реки весьма значительна.

Все исследователи [2] сходятся на том, что лес в результате рыхлящего действия корней, а также влияния лесной подстилки существенно изменяет водно-физические свойства почвы, а именно увеличивает их общую и действующую скважность и водопроницаемость. Благодаря этому лесные почвы переводят значительную часть поверхностного стока талых и дождевых вод в грунтовые и существенно увеличивают меженное питание рек за счет снижения объемов максимальных расходов половодий и паводков. Вследствие этого внутригодовой ход стока рек с лесными бассейнами становиться более выровненным и зарегулированным.

Так, например, влияние леса на внутригодовой ход стока сказывается сильнее на водосборах с тяжелыми глинистыми и суглинистыми почвами, чем на водосборах с легкими песчаными почвами, так как водно-физические свойства тяжелых почв сильнее изменяются под влиянием леса, чем легких песчаных почв, обладающих и без лесного покрова значительной скважностью и водонепроницаемостью.

Наиболее сильное влияние на внутригодовой ход стока имеют лесные насаждения с более глубокой корневой системой. Однако во всех случаях меженный сток в лесных водосборах значительно выше, чем в открытых, это можно иллюстрировать многочисленными примерами исследователей.

Во всех бассейнах, поверхность которых покрыта лесом, меженные модули стока выше, чем в открытых бассейнах, но степень превышения зависит от характера грунтов: при песчаных грунтах это превышение значительно больше, чем при глинистых и суглинистых.

Приведенные данные относятся к относительно большим водосборам, полностью дренирующим подземные воды своего бассейна.

На малых водотоках регулирующая емкость грунтов, дренируемых неглубоко врезанным руслом, меньше, и грунтовые воды, залегающие ниже русла, не питают водотоков.

Например, на водосборе лога с лесистостью чуть более 30% (33,6%) сток по данным исследователей не наблюдался в течение пяти месяцев в году, а лог с такой же площадью водосбора, но с лесистостью почти 100% (98,6%) не пересыхал ни разу за 12 лет исследований.

Исследования американских ученых на двух малых, примерно одинаково облесенных водосборах получены следующие результаты.

Лес на одном водосборе был вырублен, после чего параллельные наблюдения продолжались еще 7 лет. Результаты наблюдений следующие: увеличение после вырубки леса меженного стока на 4%, но оно не может быть истолковано как общее снижение лесом меженного стока, так как после вырубки леса остался главный влияющий фактор – лесные проницаемые почвы, в результате чего вырубка леса не привела к снижению меженного стока до тех пор пока почвы не утратили своих свойств.

В равнинных условиях лес и лесные почвы не только не уменьшают средней величины стока, но даже увеличивают ее на 10-40%, причем это увеличение в зоне недостаточного увлажнения (бассейн р. Миасс) больше, чем в зоне избыточного увлажнения, что объясняется большей контрастностью температур воздуха и величин суммарного испарения на открытых и лесных участках лесостепной и степной зон, чем на тех же участках лесной зоны.

Вопрос о влиянии хозяйственной деятельности человека в частности агротехнических мероприятий, на режим речного стока является неоднозначным. По данным исследований [2] распашка, и другая агротехническая обработка почв приводит не к увеличению, а к уменьшению слоя максимальных расходов дождевого стока на 20-30% вследствие увеличения инфильтрационной способности почв. Очевидно, что эффект влияния агротехники на дождевой сток зависит от местных условий: характера почв, степени их обработки, увлажнения и других условий, изменяющих инфильтрационную способность почв.

Влияние на распределение годового стока в бассейне р. Миасс урбанизированных территорий не достаточно изучено.

Учитывая закономерности формирования, речного стока рассмотренного выше в бассейне р. Миасс и ее зарегулированность водохранилищами, необходимо провести детальное комплексное исследование существующей площади урбанизированной территории и перспективу развития социально-экономического увеличения урбанизированных территорий.

На сегодняшний день мы можем использовать для количественного учета влияния местных условий камеральные ознакомления с водосбором по существующим топографо-геодезическим, геологическим, гидрогеологическим и другим картам и описаниям.

Предварительные расчеты показывают неутешительную картину: при пессимистическом прогнозе сведение одного квадратного километра лесов уменьшает водность зимней межени р. Миасс на 500 тыс. м. куб./мес. летней соответственно 1300 тыс. м.куб./мес. Оптимистический прогноз – 200,0 тыс. м. куб./мес. - летней соответственно 540,0 тыс. м.куб./мес. Город Челябинск потребляет воды ежесуточно около 800 тыс. куб.

Проведенные расчеты показывают, что уменьшение минимального стока с одного квадратного километра путем сведения лесов, происходит на 20-50%. Месячный минимальный сток с такого квадратного километра соизмерим с цифрой суточного потребления воды г. Челябинск.

Что увеличить водность р. Миасс, водосборную площадь необходимо не застраивать, а высаживать леса.

В проектной практике при расчете нормы минимального стока, после определения ее зонально-климатической величины необходимо оценить влияние местных факторов. Направленность такого влияния понятна из приведенного выше анализа.

Как правило, желательно производить кратковременные гидрографические обследования с постановкой гидрометрических наблюдений хотя бы в течение одной летнее-осенней и зимней межени. Такие кратковременные полевые работы позволяют оценить влияние местных условий на минимальный сток изучаемого бассейна реки.

При проектировании водохозяйственных мероприятий, кроме нормы минимального стока, большой интерес представляет расчет минимального стока различной обеспеченности, для чего необходимо знать коэффициент вариации (Сv) и коэффициент асимметрии (Cs).

Имеющиеся рекомендации по расчету параметров Сvмин и Csмин для р. Миасс требуют уточнения. Соотношения Cs/Сv=2,5 в период летнего минимального среднемесячного стока и Cs/Сv=2,0 в период зимнего минимального среднемесячного стока.

Рассматривая количество водных ресурсов бассейна р.Миасс, остается вопрос о качественном составе поверхностных ресурсов, также зависящее от физико-географических особенностей и антропогенной составляющей.

Урбанизированные территории определяют техногенный тип воздействия на водные объекты. Влияние урбанизированных территорий так же не является однородным и рассмотрено авторами на основании структуры функционального зонирования территорий населенных пунктов (поверхностный сток):

  • жилая застройка;

  • производственные территории;

  • улично-дорожная сеть;

  • инфраструктура внешнего (железная дорога, трубопроводы) транспорта;

  • рекреационная зона (выделены антропогенная и природная составляющие);

  • садовые участки и коттеджи в границах города.

Каждый из указанных элементов определяет свой характер поверхностного стока (таблица №3).


Таблица №3

№ п/п

Наименование элемента урбанизированной территории

Площадь от общей, %

Виды основных загрязняющих веществ

1

Жилая застройка, в т.ч.:







индивидуальная

10,5

органические вещества

многоэтажная

11

поверхностно-активные вещества, нефтепродукты

2

Производственные территории:







промышленность (I-III класса опасности согласно СНиП)

7

металлы, нефтепродукты, фенолы, поверхностно-активные вещества

промышленность (IV-V класса опасности)

7

поверхностно-активные вещества, нефтепродукты

склады, зоны хранения и ремонта транспорта

10

нефтепродукты

3

Улично-дорожная сеть

6,5

поверхностно-активные вещества, нефтепродукты

4

Территория внешнего транспорта, в т.ч.







железная дорога

9

поверхностно-активные вещества, металлы

трубопроводный транспорт

4

нефтепродукты

5

Рекреационная зона (в т.ч. Городской бор)

20

органические вещества

6

Садовые участки и коттеджи в границах города

15

органические вещества


(1)

где Qзагр — состав загрязнителя в замыкающем створе;

fст.(Fi) — характеристика стока (Fi — площадь рассматриваемой зоны в границах водосбора, таблица №1;

fдоп. — характеристика разбавляющей способности водного объекта.

Воздействие же непосредственно территории Челябинска отчетливо заметно по характеру загрязнения акватории водохранилища: для восточной части вдоль городской застройки определен техногенный тип воздействия, а для западной половины – сельскохозяйственный (рис.1.)





Рис.1. Распределение антропогенной нагрузки на Шершневское водохранилище


Западное направление является перспективным для развития Челябинска. В качестве возможных вариантов рассматривается застройка западного берега Шершневского водохранилища. Жилищное строительство ведется по пути увеличения площадей многоэтажной застройки и, а также строительства усадебно-коттеджных поселков. Последние представляют собой переходный тип от застройки в сельских районах к городской застройке, но все-таки отнесены авторами к урбанизированным территориям. Застройка западного берега, ранее занятого преимущественно сельхозугодиями неизбежно приведет к асимметричному возрастанию антропогенной нагрузки на водоем, в этом случае преобладающим типом станет техногенное загрязнение.

Помимо возможной застройки западного берега непосредственно водохранилища стоит отметить и появление коттеджной застройки по берегам реки Миасс выше Шершневского водохранилища за пределами Челябинской агломерации.

Воздействия урбанизированных территорий Челябинской агломерации на Шершневское водохранилище должна быть создана модель анализа, применимая ко всем подобным объектам в рассматриваемом районе.

В связи с этим можно утверждать, что процесс развития застроенных территорий на западном берегу Шершневского водохранилища, а также выше по течению реки Миасс должен быть четко регулируемым с позиции его воздействия на водные объекты. На основании имитационного моделирования должны приниматься те вариантах развития территории, которые бы свели к минимуму изменение воздействия на водный объект. Изменение установившейся исторически модели воздействия на водохранилище: сельскохозяйственное – 50%, урбанизированное 50% может привести к необратимым последствиям в системе водохранилища. Учитывая стратегическую важность стока реки Миасс для региона в случае принятие определенного варианта застройки западного берега помимо обязательной очистки поверхностного стока должны быть принята программа дополнительных экологических мероприятий по защите одного объекта, в т.ч. по посадке защитных полос растительности вдоль береговой линии. Контроль за состоянием прибрежной полосы должен проводиться постоянно, т.к. урбанизированное воздействие на малые водохранилища, расположенных на малых и средних реках вносит свой вклад во всю систему стока реки Миасс.

При принятии решений о строительстве мегапроектов всецело затрагивающие интересы населения в плане качества питьевой воды, необходимо провести и инженерно-экологические изыскания. После детальных расчетов необходимо взвешивать не только сиюминутные экономические выгоды, но и масштабы экологического бедствия - отсутствия пополнения как количественного, так и качественного состава поверхностных ресурсов главной артерии ЧО.

Развивать экономику необходимо с учетом емкости природной составляющей территории.





страница2/9
Дата конвертации03.08.2013
Размер2,04 Mb.
ТипДокументы
1   2   3   4   5   6   7   8   9
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rud.exdat.com


База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2012
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Документы