Формирование структуры водохозяйственного комплекса на существующем водохранилище реки Дон

прочее,

млн. м

всего,

млн. м

Полное безвозвратное водопотребление в процессе использования в 2007 году составило 832,5 млн. м.

Сложная ситуация создалась с оросительными системами. В настоящее время на территории области эксплуатируются крупные оросительные системы, играющие важную роль в сельскохозяйственном производстве. Фильтрационные воды стали причиной подтопления поселков, расположенных в непосредственной близости к каналам, производственных зданий, ценных сельхозугодий. Коллекторно-дренажные воды с орошаемых пахотных земель, сбрасываемые в водные объекты, в большинстве случаев имеющие более высокую минерализацию, чем в водоприемнике, оказывают отрицательное влияние на гидрохимическое состояние водных объектов.

Нестабильная экономическая обстановка, длительные простои производств, закрытие предприятий повлекли за собой не только изменения в водопотреблении, но и сокращение объемов сброса сточных вод.

Несмотря на то, что большая часть сточных вод подвергается различным видам очистки, и мощность очистных сооружений перед сбросом в водные объекты составила в 2007 году - 596,6 млн. м, в водоемы довольно часто сбрасываются недостаточно очищенные сточные воды, содержащие химические соединения, негативно влияющие на гидрохимический режим водных объектов. Другим источником загрязнения водных объектов области является неорганизованный сток поверхностных вод с загрязненных территорий (промышленных площадок, селитебных территорий, с сельскохозяйственных полей, с территорий животноводческих ферм и др.). Реализация мониторинга данного источника загрязнения требует специальной научно-методической разработки. Интенсивное поступление загрязняющих веществ с территорий, прилегающих к промышленным предприятиям и сельскохозяйственным угодьям, в ближайшие водные объекты наблюдается в период таяния снега и дождевых паводков. Систематический контроль над этим видом источников антропогенного влияния не проводится.

Отрицательно сказывается на экологической ситуации и прокладка автомобильных и железных дорог по бассейно - образующим балкам без возможности естественного сброса ливневых и талых вод. Что привело к сокращению водосборной площади ориентировочно на 60%, повышению уровня грунтовых вод и подтоплению хозяйственного комплекса водопользователей Зерноградского (г.Зерноград) и Азовского (п.Красный Сад) районов, г.Батайска.

Согласно отчетности 2ТП-водхоз общий объем загрязняющих веществ в сточных водах в отчетном году составил 1270,6 тыс. тонн, что на 76,43 тыс.тонн больше, чем в 2007 году , из них преобладающими ингредиентами являются : сульфаты 280 тыс. тонн, хлориды 115 тыс. тонн и сухой остаток 695,3 тыс. тонн.

Основной объем неочищенных и недостаточно очищенных сточных вод, содержащих значительное количество загрязняющих веществ, сбрасывается в водные объекты в районе городов Ростова - на - Дону, Каменска, Красного Сулина, Сальска, Волгодонска, Шахт, Новочеркасска и других, чем определяется и поддерживается, в основном, неблагоприятное состояние поверхностных вод в бассейне Нижнего Дона.

В бассейне реки Дон и его притоков расположено большое количество промышленных и сельскохозяйственных предприятий, являющиеся источниками загрязнения водных объектов. Основными источниками загрязнения в бассейне р. Дон являются Волго-донское УОС, Аксайское МРУОС, Управление эксплуатации ДМК и Семикаракорское МРУОС, водоканал г.Ростова-на-Дону. В бассейне р. Сев. Донец Белокалитвинский водоканал и водоканал г.Каменска, в бассейне р. Маныч Веселовское МРУОС, Багаевская РУОС, СХП 50 лет СССР, в бассейне р.Сал Семикаракорское УОС, в бассейне р.Калитва шахта «Шолоховская», в бассейне р. Кундрючья Красносулинское ШУ, шахта «Садкинская» и ОАО «Несветайводстрой». В основном на территории области основными источниками загрязнения по основным загрязняющим веществам являются предприятия ЖКХ, УОСов и промышленности.

Аналитический контроль сбросов сточных вод предприятий-водопользователей осуществляют аналитические подразделения ФГУ «Донводинформцентр» МПР России. Центральной спец. инспекцией аналитического контроля (СИАК) и ее зональными отделами проведен государственный контроль за соблюдением норм ПДС (ВСС) на 122 предприятиях области по 177 выпускам, осуществляющим сброс сточных вод в водные объекты. Всего отобрано 328 проб сточных вод и выполнено 6463 определения химических загрязнителей. Эффективность работы очистных сооружений проверялась в случае неудовлетворительной постановки организацией производственного экологического контроля, а также при глубоком нарушении процессов очистки в одном из звеньев комплекса.

3. Использование вод Донского бассейна

Поверхность бассейна реки интенсивно используется сельским хозяйством и различными отраслями промышленности.

С вводом в 1952 году Цимлянского водохранилища и сооружений Волго-Донского судоходного канала водные ресурсы р. Дон интенсивно используются всеми участниками водохозяйственного комплекса. В современных условиях естественные водные ресурсы р. Дон для дополнительного использования практически исчерпаны. На малых и средних реках области (особенно в южной части) в маловодные годы отмечается дефицит водных ресурсов.

Наличие Цимлянского водохранилища обеспечивает орошение земель в засушливых районах области на площади около 200 тыс. гa, позволяет удовлетворить потребность в питьевой и технической воде населенных пунктов, осуществлять судоходство на р. Дон в пределах Ростовской области. В течение всего навигационного периода обеспечить заполнение прудов рыбоводных хозяйств и выработку электроэнергии Новочеркасской ГРЭС и Цимлянской ГЭС. В Ростовской области осуществляется межбассейновые и внутрибассейновые переброски речного стока. Вода из р. Кубань поступает в Пролетарское водохранилище по р. Егорлык через Новотроицкое водохранилище и Правоегорлыкский канал в объеме 800-1000 млн.м³ . из которых 235-250 млн. м³ поступает на опреснение, а остальной объем воды идет в озеро Маныч - Гудило, так как по качеству вода не соответствует назначению.

Поступление донской воды в Веселовское и Пролетарское водохранилище составляет 300-475 млн. м³ . Из Цимлянского водохранилища по Донскому МК и его концевым сбросом в Маныческие водохранилища, р. Сал и его отдельные притоки подается 400-500 млн.м воды в год.

В области представлены все виды водопользования: коммунальное, промышленное, сельское хозяйство, водный транспорт, рыбное хозяйство, энергетика и рекреация. Существующая водохозяйственная обстановка нуждается в сокращении изъятия поверхностного стока за счет внедрения маловодных технологических процессов, ликвидации потерь воды, прекращения сбросов в водные объекты сточных вод без очистки и недостаточно очищенных.

Экологическое состояние данного бассейна удовлетворительно, при проведении мониторинга и планирования хозяйственной деятельности произойдет существенное оздоровление данного объекта.

4. Структура планируемого водохозяйственного комплекса

4.1 Гидрологические данные гидрографа расходов в реке Дон

Гидрологические данные гидрографа расходов в реке Дон определяем по формуле:

Q_i = K_i · Q _ср , (1)

где Q_i – расход гидрографа в i-м месяце, значение которого приведен в таблице 1;

К_i – коэффициент для бассейна приведен в таблице 2;

Q_ср – средний расход гидрографа, принимаемый равным 8 м³ /сек.

Гидрограф реки Дон представлен на рис. 1.

Таблица 2 - Значения расхода гидрографа реки Дон

= 165,34м³ /с

Q=2 м³ /с

Рис 1. Гидрограф реки Дон

4.2 Сведения о водопотребителях

В качестве новых потребителей воды принимаются:

1) городское коммунально-бытовое хозяйство, обслуживающее город с численностью населения (N_г ) 117тысяч человек, норма водопотребления (q_г ) в соответствии со степенью благоустройства, принята по таблице №2, равной 275 л/сут. на 1 жителя;

2) сельское коммунально-бытовое хозяйство, обслуживающее сельское население численностью населения (N_с ) 28 тысяч человек, норма водопотребления (q_с ) в соответствии со степенью благоустройства, равной 50 л/сут. на 1 жителя;

3) животноводство, состоящее из поголовья коров (Р₁ ) и телят (Р₂ ), количество которых 8 и 6 тысяч голов и нормой водопотребления 150 и 30 л/сут на 1 голову соответственно;

4) производственные предприятия по производству синтетического каучука с объемом выпускаемой продукции (В₁ ) 160 тысяч тонн и нормой водопотребления (q_пр1 ) 2000 м³ /т в год и мясокомбинат с объемом выпускаемой продукции (В₂ ) 920 тысяч тонн и нормой водопотребления (q_пр2 ) 100 м³ /т в год;

5) система рыбоводных прудов - подача воды характеризуется графиком Q_рз = f(t) (рис. 3), построенному по таблице 3.

График подачи воды на пруды рыбозавода представлен на рис. 2.

Таблица 3- График подачи воды на пруды рыбозавода

Рис. 2. График подачи воды на пруды рыбозавода

6) ТЭС мощностью (N_ТЭС ) 130 МВт и нормой потребления воды
q_тэс = 100 м³ /кВТ;

7) сельское хозяйство с площадью орошаемых земель (F) 11 тысяч га и оросительной нормой q_ор = 4500 м³ /га.

Таблица 4 - Распределение оросительной нормы

Месяцы	IV	V	VI	VII	VIII	IX
	0,05	0,15	0,20	0,25	0,20	0,15
, м3 /га	225	675	900	1125	900	675

Рис. 3. График распределения оросительной нормы по месяцам .

8) рекреационные участки обеспечивающие отдых N_р = 2 тысячи человек при норме водопотребления q_р = 100 л/чел;

9) санитарные попуски (Q_с ) принимаются постоянными в течение года и равным минимальному расходу гидрографа 2 м³ /сек.

График санитарных попусков представлен на рис. 4.

Рис. 4. График санитарных попусков в нижний бьеф

10) годовая выработка электроэнергии ГЭС (Э_гэс ) 175 тыс. МВт;

11) рыбохозяйственные попуски характеризуются графиком попусков Q_рх = f(t) по таблице 5.

Таблица 5 - Расходы рыбохозяйственных попусков

График рыбохозяйственных попусков представлен на рис. 5.

Рис. 5. График рыбохозяйтвенных попусков в нижний бьеф.

12) водно-транспортные попуски характеризуются графиком попусков Q_рх =f(t) по таблице 6.

График вводно-транспортных попусков представлен на рис. 6.

Таблица 6 - Расходы воднотранспортных попусков

Рис.6. График водно-транспортных попусков.

13) объем первоначального потребления из верхнего бьефа водохранилища и нижнего бьефа .

4.3 Предварительная структура водохозяйственного комплекса

Предварительно определён сле­дующий состав участников водохозяйственного комплекса: орошаемое земледелие; животноводческие фермы; коммунально-бытовое хозяйство, обеспечивающее потребности сельского и городского населения; промышленность в виде предприятий по производству ацетатного шелка и никеля; рекреа­ционные учреждения; гидроэнергетика.

Предварительно можно принять следующую структуру водохозяйственного комплекса, при которой предполагается, что коммунально-бы­товые нужды населения удовлетворяются приоритетно, а ведущим участ­ником комплекса является орошаемое земледелие, требования которого также удовлетворяются в первую очередь. Таким образом, в верхнем бьефе располагаем город с промышленными предприятиями и ТЭС. Село, животноводческие фермы, орошаемые земли и рекреационные учреждения можно расположить как в верхнем, так и в нижнем бьефах, примерно поровну по бьефам; рыборазводные пруды можно разместить в нижнем бьефе.

Характеристика потребителей поверхностной воды дана в таблице 7.

Таблица 7 - Характеристика потребителей поверхностных вод

Потребители	Показатели, характеризующие потребление		Место возврата сточных вод	Система водоснабжения
	Объем	Норма
Верхний бьеф
Городское коммунально-бытовое хозяйство	13,81× 106 м3 /год	0,275 м3 /чел сут	Верхний бьеф	прямоточная
Сельское коммунально-бытовое хозяйство	0,36 × 106 м3 /год	0,05 м3 / чел сут	Верхний бьеф	прямоточная
Животноводство, разведение коров	0,876× 106 м3 /год	0,15 м3 /гол. сут	Верхний бьеф	прямоточная
Промышленность – завод синтетического каучука	355,6× 106 м3 /год	2000 М3 /т	Верхний бьеф	прямоточная
Промышленность – мясокомбинат	102,2×106 м3 /год	100 м3 /т	Верхний бьеф	прямоточная
ТЭС	13×106 м3 /год	130 м3 /кВТ	Верхний бьеф	прямоточная
Орошение	30,93 × 106 м3 /год	4500 м3 /га	Верхний бьеф	прямоточная
Рекреация	0,04× 106 м3 /год	0,1 м3 /чел	Верхний бьеф	прямоточная
Всего ∑	516,8 млн.м3
Нижний бьеф
Сельское коммунально-бытовое хозяйство	0,36× 106 м3 /год	0,05 м3 / чел сут	Нижний бьеф	прямоточная
Животноводство, разведение телят	0,13×106 м3 /год	0,03 м3 /гол. сут	Нижний бьеф	прямоточная
Орошение	30,93× 106 м3 /год	4500 м3 /га	Нижний бьеф	прямоточная
Рекреация	0,04×106 м3 /год	0,1 м3 /чел	Нижний бьеф	прямоточная
Рыбозавод	19,99 млн.м3	4 м3 /сек	Нижний бьеф	прямоточная
Всего ∑	51,45 млн. м3
Попуски
ГЭС	1,2млн. м3	172 МВт
Рыбохозяйственные	91,31 млн.м3	2м3 /сек
Воднотранспортные	73,64 млн.м ³	2 м3 /сек
Санитарные	63,12 млн. м3	2м3 /сек

4.4 Расчет и увязка годового водохозяйственного баланса

4.4.1 Расходная часть водохозяйственного баланса

Расходная часть годового ВХБ рассчитывается по зависимости:

(2)

где - объем потребления воды i-м потребителем, расположенным в верхней бьефе;

- объем потребления воды i-м потребителем, расположенным в нижней бьефе;

- количество водопотребителей в верхнем и нижнем бьефах;

, - объемы воды, необходимые для разбавления сточных вод, поступающих в верхний и нижний бьефы соответственно;

- объемы санитарных, рыбохозяйственных, воднотранспортных, сельскохозяйственных и энергетических попусков;

- отбор воды из подземного водоснабжения, гидравлически связанного с поверхностным;

- первоначальное водопотребление.

Расчет объемов водопотребления

а) на нужды городского коммунально-бытового хозяйства :

, , (3)

где и - годовые объемы потребления воды в городских коммунально-бытовых хозяйствах;

, - число жителей в городах, расположенных соответственно в верхнем и нижнем бьефе;

- норма водопотребления в городском коммунально-бытовом хозяйстве ;

- КПД городских водопроводящих сетей - .

млн. м³ .

б) на нужды сельского коммунально-бытового хозяйства :

, , (4)

где и - годовые объемы потребления воды в сельских коммунально-бытовых хозяйствах;

, - число сельских жителей, расположенных соответственно в верхнем и нижнем бьефе;

- норма водопотребления в селах;

- КПД сельских водопроводящих сетей - .

млн. м³ ;

млн. м³ .

в) на нужды животноводства :

, , (5)

где , - годовые объемы водопотребления на нужды животноводческих ферм, расположенных соответственно в верхнем и нижнем бьефах;

, - количество голов скота j-го вида в верхнем и нижнем бьефах соответственно;

- количество видов животных в верхнем и нижнем бьефе;

- норма потребления воды животным j-го вида;

- КПД водоподводящих путей животноводства, ;

- число суток в году.

млн. м³ ;

млн. м³ .

г) на нужды рекреации :

, , (6)

где , - годовые объемы водопотребления на нужды рекреации.

, - количество рекреантов в рекреационных учреждениях j-го вида, расположенных в верхнем и нижнем бьефе соответственно;

- количество видов рекреационных учреждений.

- норма потребления воды рекреационным учреждением j-го типа;

- КПД водоподводящих сетей в рекреационных учреждениях, .

млн. м³ ;

млн. м³

д) на нужды промышленности :

, (7)

где , - годовые объемы водопотребления на нужды промышленных предприятий j-го типа;

, - годовые объемы промышленной продукции;

- количество типов промышленности в верхнем и нижнем бьефе;

- норма потребления воды на промышленном предприятии j-го типа;

- КПД водоподводящих сетей в промышленности, .

млн. м³ .

е) на нужды рыбозавода :

, (8)

где - годовой объем водопотребления на нужды рыбозавода;

- расход воды на нужды рыбозавода в i-ом месяце;

t – число секунд в месяце.

млн.м³ .

ж) на нужды ТЭС :

(9)

где - годовой объем водопотребления на ТЭС;

- удельный объем водопотребления на 1 кВт мощности на ТЭС;

- мощность ТЭС.

млн. м³ .

з) на нужды орошения :

, (10)

где , - годовые объемы потребления воды на нужды орошения земель, расположенных в верхнем и нижнем бьефах;

, - площади орошаемых земель;

- оросительная норма;

- КПД оросительной сети, 0,8.

млн. м³ ;

млн. м³ .

Расчет объемов возвратных вод

W _{вв i} = К_{в i} · W_i (11)

W_i – объем водопотребления для i–го участка ВХК.

К_в – коэффициент возврата вод.

Верхний бъеф.

- городское коммунально-бытовое хозяйство и рекреация - :

W_{вв г} = 0,8 · (13,81 + 0,04 ) = 11,08 млн. м³

- сельское коммунально-бытовое хозяйство -

29-04-2015, 00:52