Міністерство освіти і науки України. Національний педагогічний університет імені М.П.Драгоманова. Кафедра екологiї
Курсова робота
Тема "Водосховища Днiпра"
Студента інституту природничо-
географічної освіти та екології
Гордiйчука Юрiя
Науковий керівник
Ющик Валерiй Володимирович
Київ 2010
Зміст
Вступ
Розділ 1. Загальна характеристика водосховищ. Водосховища і їх відмінності від інших типів водойм
Розділ 2. Загальна характеристика водосховищ Дніпра
2.1 Дніпро і його водосховища
2.2 Дніпро (до зарегулювання його стоку)
2.3 Гідрологічний режим водосховищ
2.4 Загальна гідрохімічна характеристика водосховищ
Розділ 3. Характеристика окремих водосховищ Дніпра
3.1 Київське водосховище
3.2 Канівське водосховище
3.3 Кременчуцьке водосховище
3.4 Дніпродзержинське водосховище
3.5 Запорізьке водосховище
3.6 Каховське водосховище
Висновки
Література
Вступ
Водні об'єкти суші створюють унікальні за своєю красою і цілющими властивостями природні ландшафти і в той же час є багатющою коморою продуктів харчування, джерелом отримання електроенергії, прісної води як найважливішого природного ресурсу. Таке багатопрофільне призначення водоймищ суші обумовлює постійну дію на них господарської діяльності людини. Прогресуючий розвиток промисловості і сільського господарства, що супроводжується зростанням водоспоживання у всіх галузях народного господарства, неминуче приводить до вичерпання ресурсів прісних вод. Особливо гостро стоїть ця проблема в місцях з невисоким природним водозабезпеченням.
Вода – найважливіший елемент усього живого, незамінний у технологічних процесах компонент практично для всіх галузей народного господарства, продукт, що не має ціни за його важливістю і значущістю в біосфері і житті суспільства. Можна пригадати відомі слова Антуана де Сент-Екзюпері: "Вода! У тебе немає ні смаку, ні кольору, ні запаху, тебе не опишеш, тобою насолоджуєшся, не розуміючи, що ти таке. Ти не просто необхідна для життя, ти і є життя... Ти – найбільше в світі багатство...".
У зв'язку зі зростаючими потребами у воді всіх галузей народного господарства і нерівномірним розподілом па території України джерел отримання прісних вод здійснюється великомасштабне гідротехнічне будівництво. Так, у результаті зарегулювання стоку Дніпра побудований каскад водосховищ, створені водосховища і на інших річках країни. У південних регіонах споруджений ряд магістральних і розподільних каналів. У перспективі можливе створення систем територіального перекидання частини стоку інших річок, опріснення солоних лиманів і створення на їх основі прісноводих водосховищ.
Все це висуває як одне з найважливіших завдань здійснення ефективних природо- і водозахисних заходів па всієї території України.
Проте з кожним роком це робити все більш складно, оскільки потреба у воді зростає, а антропогенне навантаження на водоймища збільшується. Рішення проблеми водозабезпечення повинне розв'язуватися, в першу чергу, за рахунок переведення багатьох виробництв на досконаліші і менш водоємні технології. Режим економії води в промисловості, сільському і комунальному господарстві, перегляд норм її витрачання в іригаційних системах, ширше впровадження оборотних і замкнутих систем водопостачання – ось ті резерви прісних вод, використання яких може зменшити напруження водного балансу і поліпшити екологічну ситуацію у внутрішніх водоймищах.
Таким чином, сказане вище зумовлює актуальність дослідження курсової роботи.
Об’єктом дослідження курсової роботи є природа України.
Предметом дослідження курсової роботи є водосховища Дніпра.
Метою курсової роботи є дослідження водосховищ Дніпра.
Метою роботи зумовлено виконання таких завдань:
– охарактеризувати особливості таких типів водоймищ як водосховища;
– навести загальну характеристику водосховищ Дніпра;
– дослідити конкретні водосховища Дніпра.
Розділ 1. Загальна характеристика водосховищ. Водосховища і їх відмінності від інших типів водойм
Зі всього різноманіття перетворюючої діяльності людини як за своїми масштабами, так і за значенням у глобальних екологічних системах планети особливо виділяються два процеси: освоєння нових територій для сільськогосподарського виробництва, промислового і громадського будівництва й перетворення річкової ланки гідросфери на величезних просторах суші шляхом гідротехнічного будівництва.
Гідротехнічне будівництво здійснюється на всіх континентах планети. Найбільш важливе значення мають різного роду меліорації (осушення і зрошування) і створення нових водних об'єктів – водосховищ і каналів. Водосховища – ключові, базові елементи гідротехнічних і водогосподарських систем будь-якого рангу, оскільки саме вони дозволяють здійснити регулювання водних ресурсів, перетворення гідросфери в бажаному для суспільства напрямку.
До внутрішніх водоймищ відносять озера, лимани, водосховища, ставки. Водосховища і ставки – дуже схожі об'єкти. Різниця між ними в розмірах, але мають значення і менш очевидні ознаки.
У різних країнах прийняті різні кількісні критерії, що відрізняють водосховища від ставків. У США водосховищем називається водоймище, корисна (регульована) місткість якого перевищує 5 тис. акрофутів, тобто 6,17 млн. куб. м. Водоймища, що мають менший корисний об'єм, називаються ставками. В Україні і більшості країн Західної Європи до водосховищ відносять водоймища місткістю більше 1 млн. куб. м.
Водосховищами, таким чином, слід вважати штучно створені долинні, улоговинні і природні озерні водоймища зі сповільненим водообміном, повним об'ємом більше 1 млн. куб. м, рівневий режим яких постійно регулюється (контролюється) гідротехнічними спорудами в цілях накопичення і подальшого використання запасів вод для задоволення господарських і соціальних потреб. Відзначимо, що використання водосховищ пов'язане не тільки з безповоротним вилученням води. Для рибного господарства, рекреації, охолоджування агрегатів електростанцій, підтримки гарантованих судноплавних глибин у межах водосховища і т.п. потрібні акваторія і водна маса в цілому, а не тільки корисний об'єм, тобто запас води, що щорічно витрачається.
У водосховищ немає природних аналогів. Лише за формою чаші з ними схожі завально-запрудні озера. Відзначимо найбільш важливі особливості водосховищ.
1. Водосховища – антропогенні, керовані людиною об'єкти, але вони відчувають також і сильну дію природних (перш за все гідрометеорологічних) чинників, тому як об'єкти вивчення, використання і управління займають проміжне положення між "чисто природними" і "чисто технічними" утвореннями. Це дає право іменувати їх природно-технічними системами.
2. Водосховища помітно, а нерідко і значно впливають на навколишнє середовище, викликаючи зміни природних і господарських умов на прилеглих територіях. Природно, що разом з наперед запланованими сприятливими наслідками виникають також і наслідки негативного, несприятливого характеру.
3. Водосховищам властива особлива система так званих внутрішньо-водоймових процесів – гідрологічних, гідрофізико-хімічних і гідробіологічних.
4. Водосховища – водоймища, найбільш інтенсивно використовувані різними галузями господарства. На кожному значному водосховищі формується водогосподарський комплекс (ВГК). Серед компонентів ВГК, тобто всіх галузей господарства, що використовують водосховище і річку в нижньому б'єфі, виділяють учасників ВГК – галузі, що зацікавлені в створенні водосховища і фінансують його. Решта галузей використовує водосховище, оскільки воно існує. Учасники ВГК пред'являють різні, а часом і суперечливі вимоги до режиму використання водосховищ.
5. Для водосховищ як природно-господарських об'єктів характерна надзвичайно висока динамічність розвитку (еволюції) [1, 9-14].
Розглянемо стисло ці принципові особливості.
Водосховища – керовані об'єкти. Це означає, що основні параметри водосховища (об'єм, площа, місце розташування і режим регулювання), а разом з ними і багато інших характеристик визначаються людиною на стадії проекту; у складі гідровузлів є спеціальні технічні системи, споруди і пристрої (гідротурбіни, водоскидні отвори із затворами), що дозволяють змінювати об'єм і рівень води у водосховищі. Головна особливість рішень, пов'язаних з експлуатацією водосховищ, – деяка невизначеність, що зумовлюється стохастичним (імовірнісним) характером спрямованості й інтенсивності гідрометеорологічних процесів у водозбірному басейні.
Водосховища слід розглядати як природно-технічні системи, комплекси, які складаються з природної і технічної підсистем, що діалектично взаємодіють між собою. Урахування цієї взаємодії може суттєво збільшити можливості раціонального і комплексного використання водосховищ, а ігнорування – привести до значних втрат. Управляючи технічною підсистемою водосховищ, людина може викликати розвиток таких процесів, явищ і ефектів в природній підсистемі, які вона поки не в змозі запобігти або їх подолання вимагає значних витрат трудових і матеріальних ресурсів. Тому керованими об'єктами водосховища можна вважати лише частково. Безпосередньо і повністю людина управляє тільки запасами води, а екосистемою і геосистемою водосховища – частково і побічно.
При створенні водосховищ відбуваються різноманітні зміни природних і господарських умов на територіях, як безпосередньо прилеглих до нового водоймища, так і на віддалених від нього вниз за течією річки. Масштаби, глибина і спрямованість цих змін визначаються розмірами нового водоймища (площа, об'єм водної маси, довжина, ширина) і своєрідністю природних умов району, які можуть послаблювати або, навпаки, посилювати вплив водосховища.
Коли говорять, що водосховищам властива особлива система внутрішньо-водоймових процесів, мають на увазі, що властиві їм гідрологічні, гідрофізико-хімічні і гідробіологічні процеси не ідентичні тим, які спостерігаються в інших водних об'єктах – озерах, річках і каналах. Провідними чинниками, що визначають специфіку взаємозв'язаних і взаємообумовлених внутрішньо-водоймових процесів у водосховищах, служать водообмін і рівневий режим водоймища. Один із показників водообміну – період, протягом якого відбувається повна зміна водної маси: для водосховищ різного типа він може складати від декількох діб до декількох років [1, 9-14].
Амплітуда коливань рівня води в різних водосховищах змінюється також в широких межах – від декількох десятків сантиметрів для рівнинних водосховищ до багатьох десятків і навіть більше 100 м для гірських водосховищ.
Саме ці чинники і відрізняють умови розвитку внутрішньо-водоймових процесів у водосховищах від тих, які характерні для озер і річок. Виявляється це в тому, що у водосховищах створюються активні гідродинамічні зони транзитного стоку, тобто направленого руху води до дамби, і утворюються зони коловоротних циркуляцій, коли частинки води переміщаються по дуже складних замкнутих траєкторіях. Наявність такої складної гідродинамічної структури визначає багато важливих для водоймищ особливостей: формування і рух водних мас; термічний, газовий і біогенний режими; переміщення і осадження мінеральних і органічних суспензій; процеси самоочищення води і, нарешті, життєво важливі умови існування бактерій, організмів, що живуть в товщі води (планктон), донних організмів (бентос), водної рослинності, риб.
Процеси трансформації речовини і енергії у водосховищах мають інші, ніж в озерах і річках, масштаби, спрямованість, інтенсивність і тривалість. Це виражається в показниках якості води, в структурі і продуктивності водних екосистем. В цілому водосховища можна розглядати як своєрідні величезні перетворювачі і акумулятори речовини і енергії, але тільки не автономні, як, наприклад, озера. Річкам же на відміну від водоймищ зі сповільненим водообміном, навпаки, властивий потоковий механізм перетворення речовини і енергії.
Цей накопичувальний ефект водосховищ має як позитивне (освітлення води, зниження її кольоровості, зменшення вмісту шкідливих бактерій), так і негативне значення (зменшення самоочисної здатності води, утворення застійних зон, більше, ніж у річках, прогрівання води, особливо на мілководдях, і як наслідок – євтрофування нових водоймищ). Характерні приклади євтрофування водосховищ: надмірний розвиток синьо-зелених водоростей (цвітіння води), надмірне продукування біомаси водної рослинності (заболочування акваторії). Інакше кажучи, для багатьох гідробіонтів у водосховищах створюються не найкращі умови; вони до того ж посилюються недостатньо сприятливим рівневим режимом. Це в результаті суттєво відображається на кількості і якості з господарської точки зору найбільш цінної для людини рибної продукції [1, 9-14].
Зростаюче економічне значення водосховищ, особливо великих, виражається у формуванні водогосподарських комплексів. Водосховища виявляються залученими в систему зв'язків і відносин не тільки власне водогосподарських, але й соціально-економічних. Навіть коли водосховище створюється на користь тільки однієї галузі, з часом і інші галузі господарства виявляються зацікавленими в його використанні.
Водосховища за допомогою гідравлічних і водогосподарських зв'язків неминуче виявляються також включеними в складну розгалужену систему природно-господарських відносин спочатку в межах ділянки річки, потім в межах річкового басейну; надалі з розвитком міжбасейнових перекидань поверхневого стоку ключова роль водосховищ поширюється на ще більші регіони.
Вплив сучасних водогосподарських суперсистем і систем простежується в багатьох соціально-економічних сферах держави і тягнеться далеко за межі районів самих водосховищ як базових елементів цих систем.
Один з яскравих прикладів – водогосподарська суперсистема басейну Волги, що налічує 14 великих і сотні невеликих водосховищ, режим використання яких відчувається на всьому протязі великої російської річки. Великої також і тому, що на території волзького басейну проживає майже кожен четвертий житель Росії і виробляється чверть всієї промислової і сільськогосподарської продукції. Аналогічні водогосподарські суперсистеми на базі водосховищ сформувалися на Дніпрі, Ангарі, Колумбії, Теннессі, Парані і багатьох інших великих річок планети.
На сучасному етапі відбуваються помітні зміни структури водогосподарських комплексів. Вони виражаються в збільшенні числа компонентів і учасників ВГК, у формуванні водогосподарських систем з декількох ВГК, в зміні традиційних вимог галузей господарства до використання водосховищ.
І нарешті, декілька слів ще про одну принципову особливість водосховищ – високу їх динамічність як природно-господарських об'єктів. Ця динамічність обумовлена трьома чинниками:
1) мінливістю гідрометеорологічних процесів, що визначають гідрологічний режим водоймища;
2) стрімкою зміною дії господарства на природне середовище, у тому числі і на водоймища;
3) змінами з різних причин режиму експлуатації водосховищ [1, 9-14].
Сукупна дія вказаних чинників призводить до того, що водосховища надто рідко можна вважати стаціонарними об'єктами, еволюцію яких легко і однозначно визначити на основі минулої передісторії. Тому якщо й мовиться про який-небудь рівноважний стан водосховищ, то завжди мається на увазі динамічна рівновага їх як природно-господарських об'єктів, яка може різко порушитися при зміні будь-якого з вказаних вище чинників. Динамічність водосховищ виявляється у всіх їх характеристиках, але, мабуть, найяскравіше – в процесах формування берегів, зміні якості води, структури і продуктивності водних і наземних (у береговій зоні) екосистем. У спеціальній літературі іноді навіть уживається термін "еволюція водосховищ", проте якщо еволюція озер продовжується протягом багатьох сотень і тисяч років, то у водосховищах істотні зміни основних процесів і явищ відбуваються принаймні на порядок швидше. Якщо в озерах зміни носять поступовий і направлений ("правильний") характер, то водосховища розвиваються циклічно і стрибкоподібно відповідно до співвідношення змін провідних чинників.
Головна мета створення водосховищ – регулювання стоку. Воно робиться в основному на користь енергетики, іригації, водного транспорту, водопостачання і в цілях боротьби з повенями.
Для цього у водосховищах акумулюється стік в одні періоди року і віддається накопичена вода в інші періоди.
Період акумуляції стоку називається наповненням водосховища, а процес віддачі накопиченої води – виробітком водосховища. Як наповнення водосховища, так і його виробіток проводяться завжди до більш-менш певних рівнів. Вищий проектний рівень водосховища (верхнього б'єфу дамби), який підпірні споруди можуть підтримувати в нормальних експлуатаційних умовах протягом тривалого часу, називається нормальним підпірним рівнем (НПР).
На нормальний підпірний рівень розраховуються як споруди інженерного захисту, так і всі промислові, транспортні, комунальні та інші споруди, розташовані на берегах водосховища. Мінімальний рівень водосховища, до якого можливе його виробіток в умовах нормальної експлуатації, називається рівнем мертвого об'єму (РМО). Об'єм води, що знаходиться між НПР і РМО, називається корисним, оскільки саме цим об'ємом води і можна розпоряджатися в різних господарських і інших цілях. Об'єм же води, що знаходиться нижче за РМО, називається мертвим, оскільки використання його в нормальних умовах експлуатації не передбачається.
Пропускна спроможність гідровузла (його турбін, водозливних прольотів, донних отворів, шлюзів) з економічних і рідше технічних міркувань обмежена. Тому коли по водосховищу йде витрата дуже рідкісної повторюваності (раз у сто, тисячу, а то й десять тисяч років), гідровузол не в змозі пропустити всю масу води, що йде по річці. У цих випадках рівні води на всьому водосховищі і біля дамби підвищуються, збільшуючи його об'єм іноді на значну величину; одночасно збільшується пропускна спроможність гідровузла. Такий підйом рівня вище за НПР в період проходження високих повеней рідкісної повторюваності називається форсуванням рівня водосховища, а сам рівень – форсованим підпірним (ФПР). На водосховищах, використовуваних для водного транспорту або лісосплаву, виробіток рівня в період навігації обмежується рівнем, при якому річковий флот за станом глибин може продовжувати нормальну роботу. Цей рівень, що знаходиться між НПР і РМО, називається рівнем навігаційного виробітку (РНВ). Рівні води, особливо при НПР і ФПР, біля дамби, в середній і верхній зонах водосховища не однакові. Якщо біля дамби рівень відповідає відмітці НПР, то по мірі віддалення від неї він підвищується спочатку на сантиметри, а потім і на десятки сантиметрів, а в окремих випадках і на один-два метра. Це явище носить назву кривої підпору.
Розділ 2. Загальна характеристика водосховищ Дніпра
2.1 Дніпро і його водосховища
Дніпро – найбільша річка України і третя за величиною (після Волги і Дунаю) річка Європи – забезпечує до 75 % (з урахуванням створених водосховищ) потреби держави в прісній воді.
Свій початок Дніпро бере у с. Кльовцево Смоленської області (Росія), на Валдайській височині, і впадає в північно-західну частину Чорного моря, утворюючи при цьому, спільно з П. Бугом обширний Дніпровсько-Бузький лиман. Довжина річки 2200 км (до спорудження водосховищ 2285 км), із них 485 км Дніпро тече по території Росії, 595 км – в Білорусії, 115 км є кордоном між Білорусією і Україною, і потім 1005 км – по території України. Площа водозбору річки 504000 км2 (з них 286000 км2 в Україні). Загальне падіння річки 220 м, середній ухил водної поверхні 0,10 ‰ [20, 81].
Дніпро прийнято розділяти на три частини: верхнє Дніпро – від витоків до Києва, середнє Дніпро – від Києва до Запоріжжя і нижнє Дніпро – від Запоріжжя до гирла. В даний час Дніпро в межах України майже повністю зарегульоване греблями електростанцій і лише невелика його ділянка (завдовжки близько 100 км), що граничить з Білорусією, залишилася незарегульованою (рис. 1).
Середній багаторічний стік Дніпра складає 53 млрд. м3
. Формується стік в основному у верхній частині Дніпра (до Києва).
29-04-2015, 00:44