Міністерство аграрної політики України

Державний аграрний університет

Факультет екологічний

Курсова робота

Тема:

Озера і водосховища, їх морфометрія і режим



Зміст

• Вступ
• Походження, класифікація і типи озер
• Морфологія і морфометрія озер
• Водний режим озер і водосховищ, фізичні властивості і хімічний склад озерних вод
• Тепловий і льодовий режим озер
• Призначення водосховищ та їх типи
• Основні складові об'єму і нормативні рівні водосховищ
• Висновок
• Використана література



Вступ

Озеро образует внутри себя свой маленький мир - микрокосм, в котором действуют все его изначальные силы, полностью продолжается игра жизни, но в слишком малом масштабе, чтобы все это можно было легко осмыслить. Д. Брансден, Дж. Дорнкемп

Озерна водойма є складною природною системою, в якій всі процеси, що відбуваються, тісно взаємозв'язані. І так само озеро численними незримими нитками пов'язане із зовнішнім середовищем. Кожна зміна в навколишньому ландшафті відбивається на внутрішніх процесах водоймища. Так, наприклад, при таненні сніжного покриву у водозбірному басейні озера збільшується стік в нього, змінюється температура, солоність і прозорість озерної води, зростає кількість зважених у воді мулистих частинок і т.д. Оскільки фізико-географічні умови світу дуже різноманітні, всі озерні процеси також відрізняються великим різноманіттям.

Походження, класифікація і типи озер

Озерами називаються заповнені водою улоговини або западини земної поверхні, що не мають безпосереднього сполучення з морем (океаном) і відрізняються уповільненим водообміном.

Для озера характерний уповільнений водообмін, в результаті чого водна маса, знаходячись тривалий час в улоговині, зазнає істотних змін і набуває особливостей, що значно відрізняють її від поступаючих у водойму стічних вод і атмосферних опадів.

Іншою характерною особливістю озер є акумуляція в них переважної частини поступаючих в процесі стоку зважених, змитих наносів і розчинених елементів, продуктів еолового зносу, а також матеріалу, що виникає в самому озері в результаті життєдіяльності водних організмів і взаємодії водної маси і улоговини.

При тривалому перебуванні водної маси в улоговині в озері накопичуються поступаючі у воду органічні і мінеральні речовини, відбуваються хімічні реакції, розвиваються і відмирають водні організми. В результаті цих явищ відбувається круговорот речовин у водоймищі, що полягає в хімічному і біологічному обміні між водною масою і ґрунтом дна, перетворення деякої частини мінеральних елементів в органічні, накопичення останніх, і часткове відновлення їх в мінеральні. Кругообігом речовин визначаються біологічні, а в значній мірі, і гідрохімічні особливості озер. У зв'язку з цим роль біологічних чинників в режимі озероподібних водойм незрівнянно вища, ніж в режимі річок і морів.

Географічне значення озер виявляється в наступних основних напрямах:

ь регулювання стоку;

ь зміна мінералізації і сольового складу вод, що поступили;

ь вплив на клімат (особливо на мікроклімат) прилеглого району;

ь участь у формуванні рельєфу;

ь дія на ґрунтові води;

ь утворення нових гірських порід з накопичених в озері відкладень;

ь створенні специфічних умов для життєдіяльності організмів.

Озера регулюють стік річок, затримуючи в своїх улоговинах порожнисті води і віддаючи їх в інші періоди часу. У водах озер відбуваються хімічні і біологічні реакції. Одні елементи переходять з води в донні відкладення, інші - навпаки. У ряді озер, що головним чином не мають стоку, у зв'язку з випаровуванням води підвищується концентрація солей. Результатом є істотні зміни мінералізації і сольового складу озер.

Завдяки значній тепловій інерції водної маси крупні озера пом'якшують клімат прилеглих районів, зменшуючи річні і сезонні коливання метеорологічних елементів.

Форма, розміри і рельєф дна озерних улоговин істотно міняються при накопиченні донних відкладень. Заростання озер створює нові форми рельєфу, рівнинні або навіть опуклі. Озера і особливо водосховища часто створюють підпір ґрунтових вод, що викликає заболочування прилеглих ділянок суші. В результаті безперервного накопичення органічних і мінеральних часток в озерах утворюються потужні товщі донних відкладень. Ці відкладення видозмінюються при подальшому розвитку водойм і перетворенні їх в болота або сушу. За певних умов вони перетворяться в гірські породи органічного походження - біоліт.

У розвитку озера можна виділити три фази:

1) озеро зберігає свою улоговину майже незмінною, існуючі відклади ще не мають помітного впливу на його ложе;

2) утворюється берегова відмілина, з'являються дельти в місцях впадіння річок, розвивається водна рослинність;

3) нерівності улоговини згладжені відкладами наносів, за рахунок продуктів руйнування берегів і підкосів дельт розширюється берегова відмілина, зменшується глибина, рослинність поширюється майже по всій поверхні озера.

Озеро є абсолютно особливим середовищем життєдіяльності організмів, одні з яких проводять своє життя у воді, інші у міру розвитку переходять на сушу.

За походженням озера можуть бути: загатними, улоговинними та змішаними.

Загатні озера утворюються внаслідок перекриття долини річки обвалом, наносами, уламковим матеріалом льодовика, що відступає.

Улоговинні озера в залежності від умов і причин утворення улоговини можуть бути тектонічними, вулканічними, дефляційними, льодовиковими, карстовими та термокарстовими.

У тектонічних озер улоговини утворились в результаті тектонічних процесів (різких змін у земній корі), наприклад, при землетрусах. Тектонічні озера бувають дуже глибокими (Байкал, Севан, Іссик-Куль та ін.).

Вулканічні озера з'являються під дією вулканічних сил, наприклад, Курильське озеро, Кроноцьке та ін.

Дефляційні озера утворюються в результаті видування гірських порід вітром і в пониженнях між барханами та дюнами. Їхні улоговини звичайно неглибокі.

Льодовикові озера являються результатом дії льодовиків, що покривали колись величезні площі на континентах. Прикладом таких озер може бути Силтран (рис. 1) на Північному Кавказі.

Рис. 1. Озеро Силтран. Балкарія. Північний Кавказ. Експедиція ХНУ ім. В.Н. Каразіна

Карстові озера - це результат хімічної діяльності підземних і поверхневих вод. Ці озера зустрічаються в басейнах р. Північної Двіни, Ками, на Волзько-Онезькому вододілі та ін.

Термокарстові озера виникають в результаті заповнення водою заглиблень на поверхні землі, що утворюються в районах вічної мерзлоти в результаті танення підземних пластів або лінз льоду. Такі озера поширені на території Якутії.

Змішані озера утворюються від спільного впливу різних причин. Наприклад, озерна улоговина тектонічного походження піддавалась дії льодовиків, що вплинули на її формування (Ладозьке та Онезьке озера). Улоговина озера загатного типу може бути підготовлена процесами вивітрювання, діяльністю поверхневих і підземних вод.

Морфологія і морфометрія озер

Кожне озеро характеризується різними значеннями морфометричних характеристик озерної улоговини (площа дзеркала, середня і максимальні глибини, об'єм, форма і розвиненість улоговини, ширина, довжина і порізаність берегової лінії і ін.). При цьому форми і морфометричні характеристики улоговин різні в різних ландшафтах, що пояснюється зональними фізико-географічними умовами генезису улоговин (льодовикові, тектонічні, вулканічні, карстові, річкові, метеоритні і т. д.). Проте, чисельні відмінності морфометричних характеристик улоговин різного генезису дотепер не встановлені.

В Україні є близько 20 тис. озер, з них більше 7 тис. мають площу понад 0,1 км². В цих озерах акумулюються понад 11 км³ води, з якої 2,5 км³ - це прісна вода.



Таблиця 1

Найважливіші озера і закриті лимани України

Озера і лимани	Місце розташування	Площа, км2	Довжина, км	Ширина, км
Свитязь	Басейн Зах. Бугу	27,5	7,5	2,0-4,0
Пулемецьке	Басейн Зах. Бугу	16,0	16,0	2,0-3,0
Турське	Басейн Прип'яті	13,5	5,0	1,0-3,0
Кагул	Плавні Дунаю	92-103	15,5	6,0-8,0
Ялпуг	- " -	22,0	12.0	2,0-7.0
Катлабух	- " -	63.0	45.0	0,8-6,0
Китай	- " -	55,0	20,0	0.8-3,0
Кучурганський	- " -	20,0	25,0	0,5-3,0
Сасик (Кундук)	Узбережжя Чорного моря	21,0	14,0	3-12
Шагани	- " -	70,0	29.0	8.0
Алібей	- " -	72,0	9.0	3 - 10
Бурнас	- " -	20,0	10.0	2,0-3.5
Будацький	- " -	29.0	7,0	1.5-2.5
Дністровський	- " -	36,0	12,0	4-12
Хаджибейський	- " -	70,0	40,0	0,5-2,5
Куяльницький	- " -	56 - 61	31,0	0,5-2,5
Молочний	Узбережжя Азовського моря	165,0	35,0	3,5-7,0
Донузлав	Кримський п-ів	47,0	30,0	1.0-4,0
Сасик	- " -	75,0	18,0	3.0-7,0

У зв'язку з комплексним використанням водних ресурсів на багатьох річках створено штучні водойми - водосховища, а також ставки. Всього в Україні створено біля 900 водосховищ. Ставків налічується понад 24 тисячі.

Таблиця 2

Основні водосховища України

Водосховище	Річкова система	Площа водного дзеркала, км2	Об'єм водосховища, км3
			Корисний	Повний
Київське	Дніпро	922	1,20	3,73
Канівське	Дніпро	675	0,30	2,62
Кременчуцьке	Дніпро	2250	9,00	13,50
Дніпродзержинське	Дніпро	567	0,30	2,45
Дніпровське	Дніпро	410	0,86	3,30
Каховське	Дніпро	2155	6,88	18,20
Дністровське	Дністер	142	2,00	3,00
Печенізьке	Сів. Дінець	86.2	0,34	0,38
Червонооскільське	Оскіл	122	0.46	0,48
Червонопавлівське	Берека			0,41
Ладиженське	Півд. Буг	20,8	0.07	0,15
Старобешівське	Кальміус	8,50	0,03	0,04
Карачунівське	Інгулець	4,40	0,29	0,31
Сімферопольське	Салгир	3,23	0.03	0.03
Партизанське	Альма	2,25	0,03	0,03
Трав'янське	Харків	0,585	0,008	0,016
Муромське	Муром	0,041	0,005	0,011
В'ялівське	В'ялий	0,017	0,0065	0,0068

Водний режим озер і водосховищ, фізичні властивості і хімічний склад озерних вод

Озера діляться на дві категорії: стічні та безстічні.

Стічні озера характеризуються тим, що поверхневі та підземні води, що надходять до них, витрачаються на живлення річок, що з них витікають, а також на випаровування та фільтрацію. Стічні озера можуть мати стік на протязі року або лише в період найбільшого притоку (тимчасові стічні озера).

В окремих випадках, коли одна із стікаючих в озеро річок по водності того ж порядку, що й річка, що витікає з нього, озеро називається проточним. Річки, що витікають з озер, мають менші амплітуди коливань рівнів і витрат. Озера служать природним регулятором режиму річок, що з них витікають.

Безстічні озера витрачають води, що в них поступають, на випаровування і на просочування в ґрунт.

По складу води озер поділяються на прісні та солоні, або мінеральні. Стічні озера, як правило, бувають прісними. В безстічних озерах відбувається випаровування чистої води, а солі залишаються в них. Тому вода в безстічному озері безперервно мінералізується (засолюється), і тим швидше, чим більша концентрація солей у стікаючих в озеро водах.

У чому суть гідрологічного режиму озерного водоймища? Всяке озеро одержує воду з двох джерел. Перше - атмосферні опади, що випали на поверхню водойм, друге - стік з водозбірного басейну, який складається з річкового (руслового), схилу (площинного) і підземного стоку в озеро. Куди ж витрачається вода? На випаровування і стік з озера (мал. 3). Якщо прибуткова і витратна частини водного балансу рівні, то рівень озера знаходиться в рівновазі. У разі збільшення стоку з водозбірного басейну або кількості атмосферних опадів рівень водоймища підвищується і одночасно збільшується стік з озера. Якщо ж стік і опади зменшуються, відповідно знижується рівень і зменшується стік з озера. Якщо ж озеро безстічне, то міняється тільки його рівень. Величина випаровування для даної місцевості має строго певні значення, які залежать в основному від температури і вологості повітря, температури води і площі поверхні водойми, з якої відбувається випаровування.

Рис. 2. Будова озерної улоговини і основні процеси, що відбуваються в районі озера

1 - материнські породи, 2 - дамба (запруда), складена рихлими відкладеннями, 3 - вода, 4 - дельта, складена річковими наносами,

5 - мулисті озерні відкладення, 6 - річкове русло.

Водний баланс озера, тобто співвідношення притоку і витрат води, можна представити у вигляді:

упр. пов. + у'пр. підз. + k + х - (уст.пов. + у'ст.підз. + Е) = DН,

де упр. пов. + у'пр. підз. - поверхневий і підземний притік в озеро;

k - конденсація водяної пари над поверхнею озера;

х - опади на поверхню озера;

уст.пов. + у'ст.підз. - поверхневий і підземний стік із озера;

Е - випаровування з поверхні води;

DН - акумуляція води в озері.

Всі члени рівняння водного балансу у цій формулі виражені у вигляді шару води.

Можна написати рівняння водного балансу, виражаючи всі його елементи в об'ємах; тоді в правій частині рівняння буде записано приріст об'єму DV. Якщо записати прибуткову частину рівняння водного балансу через Vлр.(притік), а видаткову через Vв. (витік), рівняння буде мати вигляд:

Vлр -. Vв. = DV.

Це співвідношення показує, що притік води дорівнює відтоку при DV > 0 (рівень підвищується), притік в озеро більше видатку води Vлр >. Vв. Коли DV < 0 (рівень води знижується), притік води в озеро менше відтоку, тобто Vлр <. Vв.

Подібне рівняння водного балансу справедливо для стічних озер. У безстічних озерах стік з озера відсутній, вода в основному витрачається на випаровування.

Динамічні явища в озерах, течії та хвилювання, сейші

Вода в озерах може рухатись у вигляді течії, а також у вигляді хвиль. Течії можуть виникати під дією вітру (вітрові течії) або в результаті нерівномірного охолодження і нагрівання мас води. У проточних озерах можливі річкові течії, які утворюються внаслідок того, що в місці впадіння річки рівень води в озері підвищується, а в місці витоку - понижується. Так створюється похил водної поверхні, який спонукає до руху водні маси озера.

Коливальні рухи водних мас озера створюються вітровими хвилями й сейшами.

Вітрова хвиля характеризується наступними елементами (рис. 3): вищою точкою (1), яка називається вершиною або гребенем хвилі, і нижчою (2) - підошвою.

Рис. 3. Схема вітрової хвилі

Відстань між двома послідовними гребенями або підошвами двох хвиль називається довжиною хвилі, відстань по вертикалі між гребенем і підошвою - висотою хвилі. Відношення висоти хвилі до її довжини характеризує крутизну хвилі. Проміжок часу, на протязі якого хвиля проходить шлях, рівний її довжині, називається періодом хвилі. Відстань, яку проходить будь-яка точка хвилі (наприклад, гребінь) за одиницю часу, називається швидкістю хвилі.

Для визначення висоти хвилі існує цілий ряд емпіричних формул, наприклад, формула В.Г. Андріянова:

hхв = 0,0208 uв5/4 D1/3,

де hхв - висота хвилі, м;

uв - швидкість вітру, м/с;

D - довжина розгону хвилі, км.

Сейші - це коливальні рухи всієї маси води в озері, які утворюються в результаті різкої зміни атмосферного тиску в різних частинах озера, а також при різких стрибках сили і напрямку вітру над озером, наприклад, при проходженні циклону. Поверхня озера при сейшах отримує нахил то в одну, то в іншу сторону. Нерухома вісь, навколо якої відбуваються коливання, називається вузлом. Сейші можуть бути одновузлові, двохвузлові і т. д. Найбільш поширені одновузлові сейші. Вивчати сейші необхідно для правильного встановлення середнього рівня води в озері.

Рис. 4. Одновузлові (а) та двохвузлові (б) сейші.

Тепловий і льодовий режим озер

Основне джерело надходження тепла в озеро - пряма сонячна радіація. Крім того, на нагрівання озерної води впливають: температура повітря над поверхнею води; тепловіддача берегів озера та озерної улоговини; теплота, що вивільнюється при утворенні льоду і конденсації водяної пари на поверхні озера; більш висока температура води впадаючих в озеро річок і підземного притоку.

Втрати тепла відбуваються при випромінюванні його в атмосферу. У значно меншій мірі на охолодження озера впливає втрата тепла на випаровування води і танення криги, при впаданні в озеро холодних приток і т. д.

Співвідношення кількості тепла, що отримує і віддає озеро, називається тепловим балансом. Для аналізу теплового режиму озера необхідно враховувати головні термічні якості води: надзвичайно мала теплопровідність; велика теплоємкість; збільшення щільності (густини) води при зниженні температури до 4°С. Подальше зниження температури (нижче 4°С) зменшує щільність (густину) води до точки замерзання, а з переходом води в лід щільність різко падає.

Перерозподіл тепла по глибині озера відбувається головним чином завдяки конвекції, течіям і хвилюванню.

Маса води, що заповнює улоговину озера, поділяється на три шари: епілімніон, металімніон, гіполімніон.

Епілімніон - це поверхневий шар води в озерах, в межах якого спостерігається гомотермія. В глибоких озерах шар епілімніону розташовується над шаром металімніону, а в мілких - може займати всю товщу води.

Металімніон - це шар води в озерах, в межах якого влітку, в період прямої стратифікації, температура різко знижується з ростом глибини, тобто в цьому шарі спостерігається явище температурного стрибка. Цей шар утрудняє процес вітрового перемішування, особливо наприкінці літа, коли температурний стрибок найбільш яскраво проявляється. Металімніон складає зону розподілу поверхневих і глибинних вод, а також оберігає гіполімніон від впливу вітру.

Гіполімніон - це товща води, що знаходиться в озері нижче шару температурного стрибка. Гіполімніон має місце в глибоких озерах. В межах гіполімніону температура води мало змінюється на протязі року. Вона повільно підвищується від весни до кінця осені і звичайно не перевищує 40С. Гіполімніон характеризується уповільненим водообміном і повільним падінням температури від його поверхні до дна. Іноді виділяють верхню частину гіполімніона, що має назву мезолімніон, і глибинну, яка зветься батилімніоном.

Положення цих термічних шарів води залежить від метеорологічних умов і головним чином від ступеня нагрівання водної поверхні, характеру весни, а також від підвищення температур, сили й напрямку вітру.

Призначення водосховищ та їх типи

Водосховище - це штучно створена водойма для збереження води і регулювання стоку. Найбільшого поширення одержали водоймища, створювані в долинах природних водотоків будівництвом водопідпірних споруд (гребель, шлюзів і т.п.) На ділянці вище водопідпорної споруди (греблі) підвищуються рівні й акумулюються великі об'єми води, що використовуються для господарських цілей. Довжина водоймища дорівнює дальності поширення підпора від греблі (рис. 5).

Рис. 5. Схема гідровузла:

1 - гребля, 2 - гідроелектростанція, 3 - трикамерний шлюз.

Водоймища класифікують по ряду ознак. Виділяють п'ять основних типів водосховищ: рівнинні, передгірні, гірські, озерні, наливні.

Рівнинні водоймища характеризуються наступними ознаками:

ь великою площею поверхні води,

ь невеликими максимальними (15-25 м) і середніми (звичайно 5-9 м) глибинами,

ь невеликим спрацюванням (у межах 2-7 м),

ь інтенсивними процесами деградації берегів, складених здебільшого пухкими розмивними породами.

Ці водоймища, як правило, мають велику ємність і використовуються комплексно.

У результаті підйому рівня води, викликаного спорудженням греблі на рівнинних ріках, для яких характерні невеликі ухили, затоплюються великі площі, у тому числі цінні для сільськогосподарського виробництва заплавні землі, луки, пасовища, а також ліси, виникає необхідність переносу населених пунктів і важливих об'єктів. Внаслідок підвищення рівня ґрунтових вод відбувається підтоплення значної частини пов'язаною з водоймищем території. Крім того, при спорудженні водоймищ на рівнинних ріках утворяться мілководні ділянки, що, не представляючи інтересу з погляду регулювання стоку через їхній малий об'єм, істотно збільшують утрати води на випар, а також схильні заростанню, заболочуванню, замуленню, негативно впливають на якість води у водоймищі. Тому нормативні рівні й об'єм рівнинних водоймищ лімітуються різними умовами і призначаються на основі техніко-економічного аналізу. До цього типу водоймищ можна віднести Печенізьке, Каховське й ін.

Водоймища передгірних і плоскогірних областей характеризуються великими глибинами (до 70-100 м і більше), значним спрацюванням (до 10-20 м), порівняно невеликою інтенсивністю переробки берегів, незначним затопленням і підтопленням території.

Для гірських водоймищ характерні великі глибини (нерідко більш 100 м) і спрацювання (до 100 м і більш). Затоплювана площа, підтоплення, переробка берегів, фільтрація з водоймища незначні. Поперечний профіль долини гірських рік звичайно збігається з річищем, він може мати вид вузького каньйону; схили берегів круті, нерідко східчасті, річище слабозвивисте, без заплави; при спрацьовуванні водоймища площа поверхні води змінюється плавно. У цих умовах для створення великої ємності необхідно зведення високої греблі. Гірські ріки мають великі ухили і швидкості плину води, транспортують великі фракції наносів, що приводить до замулення водоймищ. До цього типу відносяться більшість водоймищ Східного Сибіру і Далекого Сходу, деякі водоймища Криму, Карпат, Уралу, Кавказу і Центральної Азії (рис. 6).



Рис. 6. Схема дериваційної гідроелектростанції

Озерні водоймища створюють шляхом спорудження греблі на річці, що витікає з озера, і підпор, викликаний греблею, поширюється на озеро. Перевага цих водоймищ полягає в тому, що при незначному підпорі і невеликій площі затоплення земель у них можна акумулювати великі об'єми води.

До водосховищ озерного типу відносять Іркутське, Бухтарминське, Верхньо-Свирське й ін.

Наливні водоймища частіше усього споруджують шляхом використання природних улоговин і обвалування понижених ділянок територій поблизу річки. Застосовують їх головним чином при зрошенні земель і будівництві гідроакумулюючих електростанцій (ГАЕС). В якості прикладів такого типу водоймищ можна назвати Велике на Великому Ставропольському каналі, Катта-Курганське поблизу р. Зеравшан, Хаузханське на Каракумському каналі, Тбіліське й ін.

Водоймища класифікують також по площі водної поверхні й об'єму.

Штучну водойму невеликих розмірів і площею водяної поверхні менше 1 км² називають ставком.

Існують і інші класифікації водоймищ; по глибинах, конфігурації, термічному режиму і т.д.

Основні складові об'єму і нормативні рівні водосховищ

Параметри водоймища, що визначають його розміри, встановлюють на основі водогосподарчого розрахунку. При цьому об'єм води у водоймищі прийнято підрозділяти на мертвий і корисний.

Мертвий об'єм - це постійна частина повного об'єму водоймища, що у нормальних умовах експлуатації не спрацьовується й у регулюванні стоку не бере участь.

Рівень поверхні води, що обмежує цей об'єм зверху, називають рівнем мертвого об'єму (РМО). При наявності в греблі донних отворів мертвий об'єм ділиться на об'єм нижче порога отворів, що не спрацьовується самопливом, і об'єм вище отворів, що при необхідності (у виняткових умовах) може бути частково спрацьований.

Корисний об'єм - основний об'єм водоймища, який безпосередньо використовується для регулювання стоку. Він розташований вище РМО й обмежений зверху нормальним підпірним рівнем (НПР), тобто найвищим проектним підпірним рівнем верхнього б'єфа, що може підтримуватися в нормальних умовах експлуатації гідротехнічних споруджень.

За допомогою штучної греблі створюється різниця рівнів води перед греблею і за нею (рис. 7).

Рис. 7. Схема створення напору води

Водний простір перед греблею називається верхнім б'єфом 1, а за греблею - нижнім б'єфом 2. Різниця рівнів б'єфів є напором установки. Чим вище гребля, тим більше напір (рис. 8).



Рис. 8. Схематичний розріз гідроелектростанції: 1 - турбіна, 2 - генератор, будівля гідростанції, 4 - затвори, 5 - міст, 6 - глуха земляна гребля, 7 - водозливна бетонна гребля

Повний об'єм водоймища відповідає оцінці НПР і дорівнює сумі корисного і мертвого об'ємів.

Підпірний рівень вище нормального, що тимчасово допускається у верхньому б'єфі в надзвичайних умовах експлуатації гідротехнічних споруджень, називають форсованим підпірним рівнем (ФПР). Він обмежує зверху об'єм води, що знаходиться у водоймище вище НПР, що називають форсованим (або протиповіневим) об'ємом ФПР.

Головна задача водогосподарчого розрахунку водоймища - визначення корисного об'єму \/кор і вибір оцінки НПР. Корисний об'єм - це робочий об'єм водоймища, призначений для регулювання стоку з метою гарантованого забезпечення споживачів водою. Він залежить від призначення водоймища, тривалості регулювання (добове, сезонне, багаторічне) і знаходиться шляхом зіставлення розрахункового стоку і сумарного водоспоживання.

Корисний об'єм має визначальне значення при обчисленні оцінки нормального підпірного рівня, на вибір якої впливають особливості створу греблі і ложа водоймища. Стосовно до НПР розраховують гідротехнічні спорудження, що забезпечують роботу водоймища, їхні габарити і розміщення, встановлюють економічні показники регулювання стоку, збиток, що наноситься народному господарству затопленням, підтопленням і переробкою берегів. Остаточно НПР приймають у результаті техніко-економічного зіставлення різних варіантів.

Мертвий об'єм і відповідний йому РМО визначають з обліком ряду умов. На річках, що транспортують велику кількість наносів, мертвий об'єм необхідний для акумуляції твердого стоку, щоб запобігти зменшенню корисного об'єму протягом розрахункового терміну служби водоймища.

На водоймищах, використовуваних для комунально-побутового водопостачання і рибного господарства, головними чинниками, що визначають мертвий об'єм і РМО, є санітарно-технічні вимоги й умови забезпечення необхідної якості води. Відповідно до цих умов, середня глибина води у водоймищі при РМО повинна бути більше 2,5 м, а площа мілководдя з глибинами менше 2 м - не більше 30...35% поверхні води водоймища.

При транспортному використанні водоймища РМО визначають, як мінімальний навігаційний рівень, що забезпечує необхідні глибини для судноплавства.

У водоймищах для комунального і промислового водопостачання, зрошення, обслуговування ТЕС і АЕС РМО визначають з умов нормальної безперебійної роботи водозабірних споруджень при мінімальних рівнях води.

Для гідроелектростанцій РМО відповідає глибина спрацювання водоймища, при якій забезпечується максимальне вироблення електроенергії.

Форсований об'єм Vфпр створюється шляхом форсування рівня води у водоймище вище НПР в період високих повеней або водопілля, щоб запобігти повені в нижньому б'єфі. Тому його називають іноді противоповеневим. Оцінка форсованого підпірного рівня (ФПР) залежить від максимальних витрат води розрахункової забезпеченості, гідрографа повені, розмірів і розміщення скидних споруд. Звичайно перевищення НПР при форсуванні складає 20-70 см, при проходженні ж повеней розрахункова повторювальність яких у середньому складає 1 раз у 1000 років (р = 0,1%) або 1 раз у 10000 років (про = 0,01%), форсування може досягти 1-3 м. Необґрунтоване перевищення НПР приводить до додаткового, хоча й короткочасного, затоплення і підтоплення території, завдає шкоди сільському господарству, несприятливо відбивається на роботі гідротехнічних споруд і об'єктів народного господарства, що виявляються в зоні впливу водоймища. Тому розмір і тривалість форсування рівня води у водоймищі повинні бути економічно обґрунтовані.

При регулюванні стоку змінюється режим водотоку не тільки вище греблі, але й у її нижньому б'єфі: зростають межені і зменшуються витрати і рівні в період паводків і водопілля, збільшуються амплітуда і частота коливань рівнів, особливо при добовому і тижневому регулюванні, змінюються термічний і зв'язаний із ним льодовий режими нижче греблі, більш інтенсивно протікають руслові процеси і т.д. У зв'язку з цим при водогосподарчих розрахунках нормуються також витрати і рівні в нижньому б'єфі водоймищ.

У період пропуску водопілля та повеней у нижньому б'єфі лімітують максимальний рівень, щоб не допустити повені. У той же час у цей період повинно бути передбачене надходження в нижній б'єф таких витрат води, при яких забезпечується і підтримується протягом визначеного терміна затоплення заплавних косовиць, а також нерестовищ риби.

Нормують мінімальні добові рівні води нижче греблі в створах промислово-питних і зрошувальних водозаборів, при яких забезпечується не тільки безперебійний забір води, але і необхідна її якість.

Підвищене спрацьовування води з водоймища, добова і тижнева нерівномірність у його роботі погіршують умови сільськогосподарського використання земель, наносячи збиток рибному господарству, утрудняють роботу водного транспорту, активізують руслові процеси в нижньому б'єфі. Для згладжування цих негативних наслідків передбачають обмеження внутрішньодобових коливань рівня нижнього б'єфа і питомих скидових витрат.

Основні параметри водоймища, що визначають його розміри, повинні бути технічно й економічно обґрунтовані. Оптимальні параметри вибирають на основі зіставлення народногосподарського ефекту регулювання стоку з капітальними вкладеннями на будівництво гідротехнічних споруджень, заходи щодо інженерного підготування території, відшкодування збитку від затоплення і підтоплення, перенос або нове будівництво житлових будинків, виробничих і інших об'єктів, переселення населення і т.д. При цьому обов'язково повинні бути враховані питання комплексного використання водяних ресурсів і їхньої охорони, соціологічні й екологічні аспекти наслідків регулювання стоку, можливості зміни режиму і розширення функцій водоймища в перспективі.



Висновок

Людина не тільки істотно впливає на режим ряду природних озер, але і створює штучні озера - водосховища - з метою якнайповнішого і комплексного використання природних вод. Їх режим наперед проектується з урахуванням впливу фізико-географічних чинників і потреб народного господарства і надалі регулюється гідротехнічними заходами. У зв'язку з цим режим водосховищ набуває ряд особливостей, що відрізняють їх від озер.

Разом з водосховищами широко розвернулося будівництво ставків, які забезпечують населені пункти гідроенергією, служать джерелом водопостачання, використовуються для рибництва і розведення водоплавних птахів.

Значення озер в народному господарстві дуже велике. На озерах широко розвинене рибне господарство і рибні промисли, по озерах проходять транспортні шляхи, з озерних відкладень добувають мінеральну і органічну сировину. У ряді районів озера є основними джерелами водопостачання. Лікувальні грязі (донні відкладення) деяких озер широко використовуються в медицині.

Використана література

1. А. Авакян, Водохранилища, М., Мысль

2. Б. Богословский, Озероведение, М., МГУ

3. Л. Таллин, История современных озер, М., Научная школа

4. М. Закопалов, Общие закономерности возникновения и развития озер, С.-П-г, Наука

5. http://referat.va.ru/referat-category-43.html

6. http://www.cultinfo.ru/fulltext/1/001/008/095/471.htm

7. http://kirjazh.spb.ru/biblio/l_ozero/l_ozero2.htm#_ftnref1

8. http://kirjazh.spb.ru/biblio/l_ozero/l_ozero0.htm

9. http://www.glossary.ru/cgi-bin/gl_sch2.cgi?RCukt:l!uh&lqy:

10. http://www.glossary.ru/cgi-bin/gl_sch2.cgi?RCukuls:

11. http://www.glossary.ru/cgi-bin/gl_sch2.cgi?RCuku)wgtoro$g

12. http://www.glossary.ru/cgi-bin/gl_sch2.cgi?RMotlwgr;t:l!unlwg

13. http://www.glossary.ru/cgi-bin/gl_sch2.cgi?RHgroi:

14. http://www.cultinfo.ru/fulltext/1/001/009/001/220230378